了解正確選擇涼水塔填料的重要性

選擇首先要考慮水的污染傾向。本文向您展示了解并正確選擇冷卻塔填料的重要性！冷卻塔在許多化工廠中發(fā)揮著重要作用。與任何其他熱交換器一樣，最大限度地提高效率對于設備設計和防止結垢、結垢和腐蝕至關重要。對于冷卻塔，填料的選擇是這方面的一個關鍵方面。乍一看，高效薄膜冷卻塔填料似乎是理想的選擇。但是，如果水質差導致冷卻塔填料迅速結垢和堵塞，則會產生過多的維護成本。因此，在這里，我們將研究冷卻塔填料類型的基本原理，并研究影響選擇的重要化學問題。適當?shù)难a充水預處理可以選擇比其他方式更高的冷卻塔填充效率。

1.環(huán)境濕球溫度

環(huán)境溫度和濕度都會影響性能，通常冷卻塔中65-90%的傳熱來自一小部分（1-3%）循環(huán)水的蒸發(fā)。因此，所有冷卻塔的基本準則是增強空氣/水接觸。最初，這是通過使用飛濺塔填料實現(xiàn)的——一系列木板條以交錯的方式放置在噴水噴嘴下方。當水撞擊板條時，它會分解成微小的水滴，從而增加表面積。

填料已從基本的飛濺冷卻塔填料設計演變而來。大多數(shù)冷卻塔現(xiàn)在都利用薄膜冷卻塔填料來增強空氣/水接觸。薄膜冷卻塔填料，顧名思義，就是誘導冷卻水在物料表面形成一層薄膜。成膜機制使液體表面積最大化。設計和選擇冷卻塔填料的指導原則是“增加空氣與水的接觸，促進對流和蒸發(fā)冷卻，同時降低系統(tǒng)壓降”[1]。冷卻塔填料通常由聚氯乙烯制成，因為它成本低、耐用、良好的潤濕性和固有的低火焰蔓延率。

二、冷卻塔填料的選擇

填料設計的選擇在很大程度上取決于冷卻水的結垢傾向。展示了各種冷卻塔填料設計，從現(xiàn)代飛濺冷卻塔填料到非常高效的材料。

基本且便宜的是塑料防濺塔填充物。這項技術的一項進步是“線框”冷卻塔填料。線框設計中，鋼絞線表面覆有一層水膜；冷卻主要通過成膜發(fā)生，液滴形成只是偶爾發(fā)生。這種冷卻塔填料通常采用模塊化十字槽設計。另一種線框設計使用多個集成液滴來生成緊湊的液滴體積 (2b)。這些“模塊化防濺”(M/S) 填料通常具有偏移槽紋幾何形狀，并且本質上比交叉槽紋填料更耐污染。參考 1 提供了更多信息。

其他選項包括薄膜冷卻塔填料。這些有稱為長笛的空氣/水通道。有多種凹槽配置可供選擇，每一種都反映了熱性能和耐污性之間的不同權衡。

垂直薄膜冷卻塔填充物，例如垂直凹槽 (VF, 2c)，為水和空氣流動提供了一條直線路徑。熱性能低于更高效的設計，但 VF 冷卻塔填料具有出色的防污性能。

XF Spacer Fill (2d) 專為橫流冷卻塔制造，具有高比表面積和中等至良好的防污性能，具體取決于水負荷。

填料的選擇很大程度上取決于冷卻水的結垢傾向。

三、冷卻塔填料類型

填料的選擇很大程度上取決于冷卻水的結垢傾向。

1.偏置凹槽 (OF, 2e) 也具有較高的比表面積，并迫使水和空氣通過適度彎曲的路徑。因此，防污性也適中。

2.十字槽（CF，2f）通常提供高比表面積和高熱性能，但由于幾何形狀迫使流動路徑存在許多偏差，因此防污性能較差。

槽間距顯著影響冷卻塔填料性能；較小的間距會增加表面積，但也會增加潛在的污染嚴重程度。

生物沉積物已被許多研究人員確定為污染膜冷卻塔填料的關鍵觸發(fā)因素。當由于細菌分泌物固有的粘附特性，生物膜在冷卻塔填料表面形成并從冷卻水中收集懸浮固體時，就會發(fā)生結垢。

水膜穿過沉積物表面的速度影響生物沉積物的穩(wěn)定性。較高的水流速度可最大限度地減少生物膜厚度。因此，填料制造商開發(fā)了最大化水膜速度和由此產生的高剪切應力的設計。這些低污染填料的凹槽幾何形狀具有垂直方向，而不是高效填料的傾斜方向（橫向凹槽）。這些更高水流速度的設計表現(xiàn)出比 CF 設計更低的熱性能。

CF 填料提供最大的傳熱表面積，但與其他設計相比，通過色譜柱的壓降更高。此外，在這些冷卻塔填料內形成的較低水膜速度會導致低流量區(qū)域，增加結垢的可能性。

選擇合適的設計需要仔細評估水的條件。表 1 列出了各種優(yōu)質水的冷卻塔填料選擇指南，范圍從 <1,000 ppm 到 <25 ppm 總懸浮固體 (TSS) 和 0 到 <50 ppm 油和油脂。

此表強調了生物控制對冷卻塔填料選擇的影響。然而，正如我個人可以證明的那樣，即使使用直通網絡，冷卻系統(tǒng)中的微生物控制也可能是一個挑戰(zhàn)。但是，如果在設計和選擇化學進料程序和補給水預處理設備時給予適當?shù)淖⒁?，則可以在原本毫無意義的應用中使用更高效的冷卻塔填料。

氧化殺菌劑處理對于所有冷卻水系統(tǒng)都是必不可少的。氯氣，通常作為漂白劑提供或現(xiàn)場生成，是最常見的選擇，盡管當 pH 值升至 7.5 以上時其效力會迅速降低。許多天然水的 pH 值接近 8，這通常導致選擇替代氧化劑，最顯著的是氯活化溴、二氧化氯、一氯胺和一溴胺。在許多情況下，氧化劑進料限制為每天兩小時，這讓微生物有時間在休息期間定居并形成菌落。補充飼喂非氧化性殺菌劑，例如每周一次，可以非常有效地控制微生物。表 2 列出了一些最常見的非氧化劑的特性。

必須仔細評估冷卻水中的微生物種類，以確定最有效的殺菌劑。未經相關監(jiān)管機構批準，請勿測試，更不用說使用這些化學品中的任何一種。它們必須納入工廠的國家污染物排放消除系統(tǒng)許可證。此外，與所有化學品一樣，在處理非氧化劑時，安全性是一個絕對關鍵的問題。

第四，冷卻塔填料選擇中考慮的其他因素

使用淡水替代品進行植物水合作用正變得越來越普遍。一個越來越受歡迎的來源，無論是選擇還是強制，都是來自公有處理廠的污水，即市政污水處理廠的排放。這些水流通常含有高濃度的氨、亞硝酸鹽/硝酸鹽、磷酸鹽和有機物，或者用行業(yè)術語來說就是“蟲子食物”。如果不進行處理，這種補給水會導致冷卻系統(tǒng)中微生物的爆炸性生長。通常需要對植物成分進行復雜的預處理，兩種越來越常見的選擇是膜生物反應器和移動床生物反應器。

影響結垢的另一個因素是水中懸浮物的濃度。在冷卻塔填料或熱交換器中建立的任何微生物菌落通常會分泌一層粘性薄膜進行保護。這種粘液自然會吸附淤泥。一種經常被推薦用于冷卻塔的處理方法——但通常不被采用——是側流過濾。