menu
هلدینگ برتر
سختی گیر

هلدینگ صنایع برتر طراح و تولید کننده سختی گیر صنعتی در مقیاس های بزرگ در صنعت آب و فاضلاب می باشد. این شرکت سه نوع سیستم سختی گیر (به انگلیسی : water-softner) تولید و به بازارهای جهانی عرضه می کند. عمده ترین دستگاههای تولید شده در زمینه گرفتن سختی از آب ، مدل رزینی و کاتیونی می باشند.

هنگامي كه آب هاي سخت حرارت داده مي شوند تشكيل رسوب خيلي سريع تر انجام مي گيرد كه مشكلات زيادي را در بويلرها و مبدل هاي حرارتي به وجود مي آورند. به طوري كه يك لايه رسوب به قطر يك ميليمتر بر روي سطوح گرم كننده يك آب گرم كن بصورت عايق حرارتي عمل كرده و در نتيجه تقريباً %10 افزايش هزينه به وجود خواهد آمد. عدم رسوب زدایی و تشكيل رسوب در جداره دستگاه ها باعث آسيب های فراوانی به تأسيسات حرارتی و برودتی مي شود كه مهم ترين آنها كاهش بازدهي مبدل ها و در نتيجه افزايش دور ریز انرژی راهبری است.

نحوه از بین بردن سختی یا آهک چسبیده به بدنه دستگاه ها یکی از 4 روش : تقطیر ، استفاده از سختی گیر رزینی ، استفاده از آب شیرین کن و استفاده از سختی گیر مغناطیسی است. در بهترین حالت از بین 4 روش فوق استفاده از سختی زدای رزینی بدلیل هزینه متعادل و پایداری روش در تمامی جهان مرسوم گردیده است. البته چنانچه هدف از کاهش سختی آب تبدیل آب سخت به آب مقطر باشد استفاده از آب شیرین کن و تقطیر تنها راه چاره خواهد بود.

سیستم مغناطیسی بدلیل اینکه ذرات جدا شده از آب بعد از مدتی دوباره بهم می پیوندند مورد تایید این شرکت نمی باشد. لذا توصیه این شرکت استفاده از نوع رزینی خواهد بود که ذیلا اساس کار آن توضیح داده خواهد شد.

سختی گير

مشخصات فنی دستگاه سختی گیر رزینی

  1. مخزن دستگاه سختی گیر ساخته شده از ورق کربن استیل یا فایبرگلاس مطابق استاندارد مجهز به دریچه آدمرو جهت بازدید (ضخامت ورق در سختی گیر فلزی بستگی به حجم دستگاه سختی گیر دارد).
  2. سیستم های پخش کننده و جمع آوری آب همراه با نازلهای مخصوص
  3. لوله کشی سختی گیر از جنس گالوانیزه PVC يا پلی اتیلن
  4. يك لايه شن سيليسي دانه بندي شده جهت خروج دانه های رزین
  5. مخزن نمک از جنس پلی اتیلن یا فلزی
  6. قابل ارائه به سه صورت: سختی گیر دستی، سختی گیر نیمه اتوماتیک و سختی گیر تمام اتوماتیک جهت شستشوی معکوس

محاسبه ظرفیت سختی گیر

نحوه محاسبه ظرفیت دستگاه نرم کننده آب تبادل یونی Ion Exchange رزین کاتیونی با استفاده از داده های سختی کل آب ، آنالیز آب خام  وظرفیت آب ورودی میباشد . قابل ذکر است که واحد اندازه گیری ظرفیت گرین Grain – گوس می باشد. ظرفیت سختی گیر های رزینی تولیدی هلدینگ برتر از 30هزار گرین تا 3میلیون گرین می باشد. ابعاد و اندازه دستگاه های تولیدی از طریق ارتباط با کارشناسان قابل استعلام خواهد بود. بطور مثال دستگاه 200 کیلوگرین دارای مخزنی از جنس فایبرگلاس یا فلزی با سه لایه رنگ اپوکسی به قطر 45 سانتیمتر و 165 سانتیمتر ارتفاع با حدود 185 لیتر رزین پرولایت خواهد بود.

فرمول محاسبه ظرفیت سختی گیر رزینی آب به شرح زیر است:
Water Softener Capacity (Grain) =( (Flow rate (gpm) x 60 x Washing Cycle (hr) x Water Hardness (ppm)) ) / 17.1
7000 grain= 0.4536 Kgr
1 gal = 3.785 Lit

انواع شیرهای سختی گیر آب صنعتی

الف ) شیر های سختی گیر نیمه اتوماتیک : این نوع شیر های سختی گیر رزینی می توانند به دو صورت سایدچنل و یا نصب از بالا صورت می پذیرد.
ب) شیر های سختی گیر تمام اتوماتیک : در شیرهای دستگاه سختی گیر تمام اتوماتیک به 2 طریق قابلیت اتوماتیک نمودن سیستم سختی گیر آب انجام میگردد.
1 – تنظیم از طریق میزان جریان 2 – تنظیم از طریق زمان.

مزایا، عملکرد و طرز کار دستگاه سختی گیر

تماس آب با تركيبات آهكي موجود در زمين باعث ورود عوامل سختي در آبها می گردد. لازم به ذکر است آبهاي زيرزمينی از سختي زيادتری نسبت به آب هاي سطحي برخوردارند. سختي آب، عملا شاخص ميزان فعل و انفعال آب با صابون است و برای شستشو با آب هاي سخت تر به صابون زيادتري نياز است. سختی آب به مجموعه املاح كلسيم و منيزيم موجود در آب بر حسب ميليگرم بر ليتر كربنات كلسيم اطلاق ميشود.

دستگاه های سختی گیر هلدینگ صنایع برتر با ظرفيت هاي مختلف در دو نوع فولادي و F.R.P با بستری از رزين هاي تبادل يونی كه قادر به حذف يونهاي كلسيم و منيزيم بوده و در صنايع مختلف جهت توليد آب نرم قابل استفاده مي باشد. در مخازن FRP استاندارد های ساخت مخازن براساس روش های ASME و CE و NSF و Tuv استفاده شده است.

عمده ترين كاربرد دستگاه سختی گیر رزينی عبارتند از:

  1. استفاده جهت نرم كردن آب ديگ های بخار و مبدل های حرارتی
  2. استفاده بمنظور نرم كردن آب مورد نياز برج های خنك كننده و سيستم های سرمايشي
  3. حذف سختی آب چاه ، حذق سختی آب های سطحی ، حذف سختی آب لب شور
  4. نرم كردن آب مصرفی صنايع رنگسازی و رنگرزی

مراحل عملکرد سختی گیر رزینی

  1. کنترل سختی آب توسط کیتهای سختی سنجی انجام میگیرد و در صورت افزایش سختی خروجی آب نرم می بایستی عملیات احیا در مراحل بعدی بر روی سختی گیر انجام پذیرد.
  2. بک واش یا همان سیکل شستشوی رزین ها Back wash سیستم
  3. سیکل احیای مستقیم رزین ها توسط محلول آب نمک یا همان احیا
  4. سیکل شستشوی آرام Slow Rines
  5. سیکل شستشوی سریع Fast Rines
  6. سیکل نرم سازی آب

سختی گیر رزینی

مشخصات فنی دستگاه سختی گیر

  • بدنه از جنس استيل / فايبر گلاس (FRP ) / كربن استيل
  • رزین کاتیونی
  • قابل ارائه با سه شير دستي، نيمه ‌‌اتوماتيك و تمام اتوماتيك جهت شستشوي معكوس
  • يك لايه سنگ سيليسي دانه بندي شده
  • مخزن آب نمک از جنس پلی اتیلن
  • لوله کشی از جنس گالوانیزه، PVC يا پلی اتیلن

سختی آب و انواع آن

ابتدا نیاز است که به مفهوم سختی آب پرداخته شود. به بخشی از مواد و فلزات محلول در آب كه ماهیت رسوبی دارند و از تركیبات آهن، منگنز، استرانسیم، آلومینیوم و به خصوص كلسیم و منیزیم بوجود می‌‌آیند، سختی می گویند. 4 عنصر اول دارای نسبت بسیار كمتری در آب می‌‌باشند. بنابراین برای تمام مقاصد عملی می‌‌توان سختی كل را برابر با مجموع یونهای كلسیم و منیزیم دانست. البته در آبهای طبیعی معمولاً غلظت كلسیم حدود 2 برابر منیزیم است در حالی كه در آب دریا غلظت منیزیم حدود 5 برابر كلسیم می‌‌باشد.

تمامی آبهای طبیعی حاوی غلظتهای مختلفی از نمكهای محلول هستند كه این نمكها در آب تفكیك شده و یونهای باردار بوجود می‌‌آورند. یونهای دارای بار مثبت كاتیون و یونهای دارای بار منفی آنیون نامیده می‌‌شوند.

اما به طور كلی سختی آب را می‌‌توان به دو بخش موقت یا دائم طبقه بندی نمود:

  • سختی موقت آب (سختی كربناتی) : در حقیقت املاح بی‌كربنات كلسیم و منیزیم است كه در اثر حرارت دادن از حالت محلول به صورت غیر محلول و در نتیجه به رسوب تبدیل می‌‌شود.
  • سختی دائم (غیر كربناتی): املاح سولفات، كلراید، نیترات و غیره با كلسیم و منیزیم است كه در اثر حرارت دادن رسوب نمی‌كند.

واحد سختی در كشورهای مختلف بصورت زیر است:

1. فرانسه: هر واحد سختی برابر است با یك گرم گربنات كلسیم در 100 لیتر آب (10 میلی‌گرم در لیتر).
2. انگلیس: برابر است با یك گرم كربنات كلسیم در 70 لیتر آب (14.3 میلی‌گرم در لیترGrain ).
3. ایران و آمریكا: برابر است با یك گرم كربنات كلسیم در 100 لیتر آب (1 میلی‌گرم در لیتر ppm).
4. آلمان: عبارتست از معادل یك گرم كربنات كلسیم در 56 لیتر آب (17.8 میلی‌گرم در لیتر).

مشکلات سختی موجود در آب برای تاسیسات گرمایشی و سرمایشی

بطور كلی سختی (آهک) موجود در آب باعث مشكلاتی درسیستمهای تاسیساتی و صنعتی می‌‌شود كه عبارتست از:

  1.  ایجاد رسوب در دیگهای بخار فشار بالا، كه باعث كاهش راندمان بر اثر انتقال حرارت پایین و در نتیجه بالا بردن دمای كاری دیگ توسط كاربر برای جبران كسری انتقال حرارت و به تبع آن افزایش مصرف سوخت، كاهش تولید یا تركیدگی آن بر اثر بیش از حد گرم شدن سطوح فلزی (Hotspot) ، خرابی زود هنگام دیگ و توقفهای ناخواسته آن خواهد شد. بنابراین برای آب خوراك دیگهای فشار بالا و بسیاری از سیستمهای فرآیندی، لازم است كلیه یونهای دی اكسید كربن و سیلیس تقریباً حذف گردند.
  2. ایجاد رسوب در برجهای خنك كننده، چیلر و سایر سیستمهای حرارتی و برودتی و كاهش راندمان آنها و یا از كار افتادن كل سیستم.
  3. بعلت سختی موجود در آب، قدرت شویندگی انواع مواد صابونی كاهش می‌‌یابد بطوریكه بازدهی شوینده‌ها در آب سخت نصف بازدهی آنها در آب نرم است.
  4. در صنایع نساجی و رنگرزی باعث افت كیفیت رنگ می‌‌شود.
  5. سختی بیش از اندازه در آب شرب بیش از ppm 500 برای سلامتی انسان مضر بوده که تشكیل انواع سنگهای كلیه، مثانه و سوء هاضمه از آن جمله می‌‌باشد

تبادل کننده یونی (رزین ها)

رزین‌های تعویض یونی ذرات جامدی هستند كه می‌‌توانند یونهای نامطلوب در محلول را با همان میزان از یونهای مطلوب مشابه جایگزین نمایند. رزینهای مصنوعی از نوع سیلیكات آلومینیوم می باشند و به رزینهای معدنی زئولیت گویند كه در طبیعت بصورت سنگهایی یافت می‌‌شوند كه می‌‌توانند كار زئولیت سنتزی را انجام دهند. این مواد یونهای سختی‌آور آب (كلسیم و منیزیم) را حذف كرده و به جای آن یون سدیم آزاد می‌‌كنند و از این رو به زئولیتهای سدیمی مشهورند.

استفاده از آبهای گل آلود و دارای مواد معلق و همچنین آبهایی كه دارای املاح آهن، منگنز، مس و دیگر فلزات سنگین می‌باشند، رزینهارا فرسوده و آبدهی دستگاه سختی گیر را كم می‌كنند. بنابراین توصیه می‌شود قبل از ورود آب به داخل دستگاه مواد معلق در آب توسط دستگاه فیلتر شنی جدا شده و برای كاهش املاح فلزات سنگین تدابیر لازم بكار گرفته شود.

دستگاه سختی گیر رزینی چیست

متداول ترین روش برای حذف سختی آب، استفاده از سختی گیر های رزینی می‌باشد . دستگاههای نرم کننده آب مورد استفاده در تصفیه آب، بیشتر به صورت استوانه فلزی هستند به طوری كه در داخل آن ذرات رزین قرار می گیرد. داخل سطوح آن با رنگ اپوكسی پوشش داده می شود تا از خوردگی آن جلوگیری و باعث افزایش عمر دستگاه گردد. برای نگهداری و جلوگیری از خروج رزینها در قسمت پایین دستگاه و در زیر رزینها از یك صفحه مشبك و یك بستر سیلیس استفاده می‌‌شود.

عمق رزین معمولاً بین 0.5 تا 3 متر انتخاب می‌‌گردد و بر حسب نوع رزین 50 تا 100 درصد از حجم رزین، فضای خالی برای انبساط رزین در نظر گرفته می‌‌شود.
میزان جریان را معمولاً در حدود 0.2 تا 1 متر مكعب در دقیقه به ازای هر متر مكعب از حجم رزین در نظر می‌‌گیرند. هر چند كه حداكثر دبی جریان ورودی به واحدهای رزین تعویض یونی به علت افت فشار محدود می‌‌شود. ولی حداقل دبی جریان به علت كانالیزه شدن (Channelize) نمی‌تواند خیلی كم باشد زیرا كانالیزه شدن باعث می‌‌شود كه قسمتی از زرین بدون استفاده باشد. از این رو سرعت آب از بستر زرین باید حدود یك متر در ساعت باشد.

بستر رزین می تواند ثابت (Fixed) و یا شناور (Fluidized bed) باشد. در نوع بستر ثابت حجم رزین‌های داخل دستگاه انبساطی ندارد و آب ورودی از بالای دستگاه وارد شده و بیشترین تبادل یونی در قسمتهای بالای بستر رزین انجام می‌‌شود و در قسمتهای پایین بستر تصفیه نهایی انجام می‌‌شود كه تعیین كننده درجه خلوص آب خروجی از تعویض كننده می‌‌باشد. با افزایش زمان سرویس، رزینهای بالای بستر اشباع شده و تبادل یونی در لایه‌های پایین ستون بستر انجام می‌‌شود كه در نهایت زمانی فرا می‌‌رسد كه بقیه ستون بستر برای تعویض یون كافی نمی‌باشد. در نتیجه در آب خروجی از تعویض كننده، یونهای ناخالص جذب نشده مشاهده خواهد شد كه معرف پایان سرویس دستگاه می‌‌باشد. در این حالت، زمان احیاء نمودن رزینها فرا می‌‌رسد.

کارکرد سختی گیر رزینی

انواع دستگاه سختی گیر

در یک دسته بندی کلی سیستمهای سختی زدای آب را میتوان به سه دسته رزینی ، مغناطیسی و الکترومغناطیسی تقسیم کرد. از نظر كاربری، دستگاه سختی گیر دارای سه مدل كنترل دستی، نیمه اتوماتیك و اتوماتیك (برقی) می‌‌باشد. در كنترل دستی تمام مراحل شستشوی معكوس، احیاء و سرویس دستگاه از طریق شیرهای دستی توسط اپراتور انجام می‌‌شود. اما در كنترل تمام اتوماتیك (برقی) كلیه مراحل فوق توسط شیر اتوماتیك كنترل شده و انسان در كاربری آن دخالت چندانی ندارد. دركنترل نیمه اتوماتیك، شیر نیمه اتوماتیك بصورتی طراحی گردیده است كه تمام وظایف را بصورت بسیار ساده انجام می‌‌دهد. كاربر فقط با قرار دادن اهرم آن در یكی از سه وضعیت شستشوی معكوس، احیاء و یا سرویس دهی، دستگاه را تنظیم می‌نماید.

سختی گیر آب به لحاظ نوع جنس بدنه در حال حاضر به 2 نوع تقسیم بندی می گردد: بدنه فلزی یا بدنه FRP یا فایبرگلاس.

لزوم استفاده از سختی گیر آب

عموما آب های مورد استفاده در فرآیند های صنعتی دارای سختی می باشد. تعبیری که در عموم از سختی آب می شود به قابلیت رسوب پذیری املاح آب گفته شده که این باور اشتباهی است. سختی گیر دستگاهی است که سختی آب را به صفر میرساند. در حالت کلی برای معرفی فاکتور های سختی آب عباراتی از قبیل TDSوEC وTH و… استفاده می شود. برای بهتر فهمیدن عملکرد این دستگاه لازم است که ابتدا این پارامتر ها معرفی شود و سپس نحوه عملکرد سیستم مورد بررسی قرار گیرد.

همانطور که بالاتر اشاره کردیم سیستم نرم کننده آب حاوی رزین های کاتیونی می باشد که عمل جذب ذرات Mg وCa را برعهده دارند. بدیهی است که پس از طی مدت زمان مشخص از کارکرد دستگاه (بسه به حجم رزین) رزین های موجود در مخزن اشباع شده و نیاز به احیا دارند. این عمل توسط آب نمک (Nacl) اتفاق می افتد و به این عمل بکواش گفته می شود. با این عمل املاح جذب شده توسط رزین ها با (Nacl) وارد واکنش شده و ذرات معلق جذب شده از سطح رزین ها جدا شده و احیا می شود. عمر مفید رزین ها بسته به کارخانه سازنده آن متغیر است ولی نکته مهم در این خصوص تعویض رزین ها پس از طی عمر مفید آن است چراکه در صورت عدم رعایت این نکته سختی آب گرفته نمی شود.

پارامتر های مهم در طراحی دستگاه سختی گیر

  • دبی گردش آب
  • میزان سختی آب خام ورودی (TH)
  • ساعت بین دو بکواش

پارامتر های اندازه گیری سختی آب

TDS (total dissolved solids): منظور از TDS مجموع تمام یون های موجود در آب می باشد. به طور کلی تمام ناخالصی های جامد محلول در آب می باشد. واحد اندازه گیری آن میلی گیرم در لیتر یا PPM می باشد.
EC: قابلیت هدایت و کانداکتیویته آب را نشان می دهد و این پارامتر نشان دهنده قابلیت عبور جریان الکتریسیته از آب است که این خود تابعی از قدرت یونی آب می باشد و واحد اندازه گیری آن میکرو زیمنس بر سانتی متر یا میکرو مو بر سانتی متر می باشد.
TDS = 0.5 EC

این پارامتر که مهمترین پارامتر در محاسبات ظرفیت سختی گیر محسوب می شود بیانگر میزان غلظت یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب می باشد که عامل اصلی رسوب گذاری در تجهیزات می باشد. واحد اندازه گیری سختی کل آب ppm میباشد.

دسته بندی آب بر حسب سختی

آب خیلی نرم : دارای سختی کل بین 0 تا 75.
آب نسبتا سخت : دارای سختی کل 75 تا 150.
آب سخت : دارای سختی کل 150 تا 300.
آب خیلی سخت : سختی کل بالای 300PPM.

همانطور که گفته شد رسوب در دستگاه های مختلف کارآیی آن را کاهش می دهد. به طور مثال رسوب گذاری در بویلرها و مبدلهای حرارتی باعث کاهش تبادل حرارتی بین سطوح شده و این امر راندمان دستگاه را کاهش می دهد. و یا در برج خنک کننده با افزایش میزان رسوب گذاری انتقال حرارت در سطوح مدیا پکینگ ها کاهش یافته و راندمان را کاسته و یا باعث گرفتگی افشانک ها (اسپرینکلرها ) شده و عملکرد دستگاه را به کل متوقف می کند. یا در صنایع نساجی و رنگرزی باعث کاهش کیفیت رنگ می شود. لذا استفاده از سختی گیر در تمامی صنایع بسیار متداول می باشد.

نکته بسیار مهم در سختی گیر رزینی عدم استفاده آب خروجی از دستگاه برای مصارف آشامیدنی می باشد مگر در صورتی که از رزین فود گرید در آن استفاده گردد .

سختی گیر موتورخانه

سختی گیر موتورخانه یکی از اساسی ترین تجهیزات مورد نیاز جهت جلوگیری از هدر رفت منابع انرژی بواسطه جلوگیری از گرفتگی لوله های آب گرم و سرد منازل می باشد. صاحبان مجتمع های مسکونی بدلیل استفاده از پکیج در گرمایش و دوشهای گرانقیمت بسیار مشتاق هستند هزینه بیشتری نمایند تا از خراب شدن تجهیزات سرمایشی و گرمایشی جلوگیری نمایند. به همین دلیل استفاده از سختی گیر رزینی موتورخانه روز به روز در حال افزایش است .

بیشتر سیستمهای نرم کننده آب از فرآیندی به نام تبادل یونی برای حذف مواد معدنی حل شده در آب سخت استفاده می کنند و آب تمیز و بدون هیچ گونه سختی تولید می کنند. وجود برخی از مواد معدنی مانند کلسیم ، آهن ، گوگرد و منیزم در آب می تواند مشکل ساز باشد . رزین حاوی مقدار زیادی دانه های ریز پلاستیکی است که به آن زئولیت گفته می شود و در یون های سدیم پوشیده شده اند.

هنگامی که آب از میان این دانه های ریز عبور می کند ، یون های نا خواسته با سدیم جابجا می شوند و به این ترتیب سدیم در آب حل می شود و سایر مواد معدنی از بین می روند. بیشترین کاربرد رزین سختی گیر در صنعت ، رزین از نوع پلی استایرن است . این نوع رزین از ساختار اسکلتی بسیار متخلخل برخوردار است و ابعاد هر مهره 0.3 الی 1.2 میلی متر می باشد و شامل تقریبا 45 % رطوبت است . ساختمان این نوع رزین ها از پلی استایرن و دیوینیل بنزن (DVB) می باشد . تصویر زیر کمک می کند تا درک بهتری نسبت به ساختار رزین داشته باشیم .

ساختار رزین سختی گیر
برخلاف تصور عامه ، عملکرد رزین همیشگی نیست . در طول عمر کاری سختی گیر رزینی ، رزین در معرض شوک های هیدرولیک ، اکسیداسیون ، شوک اسمزی ، فرسایش ، رسوب و … قرار دارد. اغلب طول عمر مورد انتظار رزین از سوی تولید کنندگان 10 سال عنوان می شود که بسته به شرایط می تواند بطور قابل ملاحظه ای تغییر کند .

رای کاربران
[در کل: 0 میانگین: 0]
اشتراک گذاری در : share   share   share   share   share  
پیشنهاد به شما

ماشین ظرفشویی صنعتی

رادیاتور

لوله فلزی

برج خنک کننده | برج خنک کننده فایبرگلاس