علت استفاده از سختی گیر رزینی در صنایع مختلف
سختی‌گیر رزینی دستگاه مهمی در کاهش سختی آب می‌باشد که در صنایع مختلف به کار می‌رود. این دستگاه با استفاده از فرآیند تبادل یونی، یون‌های سخت مانند کلسیم و منیزیم را از آب حذف می‌کند.
در ادامه به دلایل استفاده از دستگاه سختی گیر رزینی در صنایع مختلف می‌پردازیم.
- بهبود کیفیت آب: آب سخت می‌تواند باعث ایجاد رسوب در تجهیزات و لوله‌ها شود. سختی گیر رزینی با کاهش غلظت یون‌های سختی‌زا، کیفیت آب را بهبود می‌بخشند و از ایجاد رسوب جلوگیری می‌کنند. این امر به افزایش عمر تجهیزات و کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری کمک می‌کند.
- کاهش مصرف انرژی: وجود رسوبات ناشی از آب سخت می‌تواند مصرف انرژی را به ویژه در سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی افزایش دهد. با استفاده از سختی‌گیرهای رزینی، این رسوبات کاهش یافته و بهبود کارایی حرارتی سیستم‌ها را به دنبال دارد که منجر به کاهش هزینه‌های انرژی می‌شود.
- محافظت از تجهیزات: در صنایعی مانند پتروشیمی و نیروگاه‌ها، تجهیزاتی با هزینه‌های بالا و حساس وجود دارند. آب سخت می‌تواند به این تجهیزات آسیب برساند. سختی‌گیرهای رزینی عمر مفید تجهیزات را افزایش می‌دهند.
- حفظ محیط زیست: با کاهش استفاده از مواد شیمیایی و جلوگیری از آلودگی ناشی از رسوبات، سختی‌گیرهای رزینی می‌توانند به حفظ محیط زیست کمک کنند. این امر به ویژه در صنایعی که به محیط زیست حساس هستند اهمیت ویژه‌ای دارد.
اجزای تشکیل دهنده دستگاه سختی گیر رزینی
بدنه یا مخزن سختی‌گیر
بدنه دستگاه که معمولاً از جنس مناسب برای مقاومت در برابر فشار و خوردگی ساخته می‌شود محفظه‌ای است که رزین تبادل یونی در آن قرار می‌گیرد.
این مخزن می‌تواند به صورت عمودی طراحی می‌شود جنس مخازن مورد استفاده در سختی گیر رزینی می‌تواند فلزی یا فایبرگلاس باشد.
رزین تبادل یونی
رزین کاتیونی عنصر کلیدی در سختی‌گیر است که وظیفه اصلی حذف یون‌های که موجب سختی آب می‌شود را بر عهده دارد. این رزین‌ها معمولاً به صورت دانه‌های کوچک و کروی شکل هستند.
سیستم ورودی و خروجی آب
این سیستم شامل لوله‌ها و اتصالاتی است که به دستگاه وصل می‌شوند و آب ورودی و خروجی را هدایت می‌کنند. این بخش باید به گونه‌ای طراحی شود که جریان آب به طور یکنواخت و بدون نشتی به داخل و خارج دستگاه منتقل شود.
شیر سختی گیر
شیرهای سختی گیر برای کنترل جریان آب در دستگاه و تغییر وضعیت بین حالت سرویس، بکواش و شستشوی معکوس استفاده می‌شوند. شیر سختی گیر در دو مدل اتومات و دستی مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص شیر سختی گیر کلیک نمایید.
عوامل موثر و پارامترهای کلیدی محاسبه ظرفیت سختی گیر رزینی
محاسبه ظرفیت دستگاه سختی‌گیر رزینی نیاز به توجه به چندین پارامتر کلیدی دارد که هر یک تأثیر مستقیمی بر عملکرد و کارایی سیستم دارند. در ادامه، به تشریح این پارامترها می‌پردازیم.
- غلظت یون‌های سختی‌زا
غلظت یون‌های کلسیم (Ca²⁺) و منیزیم (Mg²⁺) در آب یکی از عوامل اصلی در تعیین ظرفیت دستگاه است. این غلظت معمولاً به‌صورت میلی‌گرم بر لیتر (mg/L) بیان می‌شود. برای محاسبه ظرفیت مورد نیاز باید غلظت کل سختی آب را (معمولاً به‌عنوان سختی کل بیان می‌شود) اندازگیری کرد.
سختی آب ورودی به دستگاه باید توسط آزمایشگاه‌های معتبر اندازه گیری شود مخصوصا زمانی که آب ورودی به دستگاه آب چاه باشد.
- حجم آب ورودی
حجم آب ورودی که قرار است از طریق سختی‌گیر تصفیه شود نقش مهمی در محاسبه ظرفیت دستگاه دارد. این حجم به‌طور معمول به لیتر در روز (L/d) یا مترمکعب در روز (m³/d) اندازه‌گیری می‌شود.
حجم آب ورودی به‌طور مستقیم بر میزان رزین مورد نیاز تأثیر می‌گذارد.
- زمان کارکرد دستگاه
مدت زمان فعالیت دستگاه در یک دوره مشخص (مثلاً روزانه یا هفتگی) نیز باید محاسبه شود. این زمان به تعیین تعداد دفعات شستشوی معکوس و نیاز به تجدید رزین کمک می‌کند.
فرمول محاسبه ظرفیت دستگاه سختی گیر
ظرفیت دستگاه سختی گیر رزینی از طریق فرمولی که در ذیل ذکر شده است قابل محاسبه می‌باشد.
(17.1) / (دبی آب مصرفی * مدت زمان سیکل احیا * سختی آب ورودی)
* دبی آب مصرفی در فرمول بالا بر اساس گالن بر دقیقه می‌باشد.
* سیکل احیا سختی گیر رزینی بر اساس دقیقه در نظر گرفته شده است.
* سختی آب بر حسب PPM در نظر گرفته شده است.
مثال عددی کاربردی برای محاسبه ظرفیت سختی گیر رزینی:
فرض کنید:
سختی آب ورودی : 350 PPM
مدت زمان سیکل احیا : 1440 دقیقه
دبی آب مصرفی : 15 گالن در دقیقه
(350 * 1440 * 15) / 17.1 = 432000 / 17.1 = 360000 گرین
در این حالت، ظرفیت سختی گیر 360,000 گرین می‌باشد.
عدد 17.1 در فرمول چه مفهومی دارد و از کجا آمده است؟
عدد 17.1 در این فرمول یک فاکتور تبدیل واحد است که برای تبدیل واحدها از PPM (سختی آب) و گالن بر دقیقه (دبی آب) به گرین (ظرفیت سختی‌گیر) استفاده می‌شود. این عدد از ترکیب چندین فاکتور تبدیل واحد به دست می‌آید.
- تبدیل PPM به گرین بر گالن (grains per gallon - GPG)
- 1 PPM معادل 1 میلی‌گرم در لیتر (mg/L) است.
- 1 گرین بر گالن معادل 17.1 PPM است. (تقریباً)
- تبدیل لیتر به گالن 1 گالن معادل 3.785 لیتر است.
با توجه به این تبدیل‌ها عدد 17.1 به عنوان یک فاکتور تجربی و تقریبی برای ساده‌سازی محاسبات استفاده می‌شود.
این عدد به طور دقیق از تقسیم 1000 (برای تبدیل میلی‌گرم به گرم) بر 64.8 (وزن یک گرین بر حسب میلی‌گرم) به دست می‌آید که تقریباً برابر با 15.43 است. اما برای ساده‌سازی و انطباق با واحدهای معمول در صنعت تصفیه آب از عدد 17.1 استفاده می‌شود
به طور خلاصه عدد 17.1 یک فاکتور تبدیل واحد است که برای تبدیل واحدهای مختلف به یکدیگر و ساده‌سازی محاسبات در فرمول ظرفیت سختی‌گیر رزینی استفاده می‌شود. این عدد به صورت تجربی و تقریبی به دست آمده است.
عوامل موثر بر دقت این فرمول چیست؟
دقت این فرمول به چندین عامل بستگی دارد که در زیر به آن‌ها اشاره شده است.
- دقت اندازه‌گیری سختی آب ورودی :
هرچه اندازه‌گیری سختی آب ورودی دقیق‌تر باشد، نتیجه نهایی نیز دقیق‌تر خواهد بود. نوسانات در سختی آب ورودی می‌تواند باعث خطا در محاسبه ظرفیت شود. از این رو بهتر است اگر سختی آب ورودی متغیری دارید بیشترین میزان سختی در طول یکسال را به عنوان پارامتر اندازه‌گیری در نظر بگیرید.
- دقت اندازه‌گیری دبی آب مصرفی : دبی آب مصرفی باید به طور دقیق اندازه‌گیری و محاسبه شود. دقیق نبودن دبی آب در تعیین ظرفیت دستگاه تاثیرگذار است.
- ثابت بودن شرایط : این فرمول بر اساس شرایط ثابت (مانند سختی آب و دبی) کار می‌کند. اگر شرایط به طور مداوم تغییر کند، دقت محاسبه کاهش می‌یابد.
- دقت در تعیین زمان احیا :زمان احیا باید بهینه باشد. اگر زمان احیا خیلی کوتاه باشد رزین به طور کامل احیا نمی‌شود و ظرفیت آن کاهش می‌یابد. اگر زمان احیا خیلی طولانی باشد آب و نمک بیشتری مصرف می‌شود.
- دما : دمای آب می‌تواند بر عملکرد رزین تأثیر بگذارد. در دماهای بالاتر رزین ممکن است کارایی کمتری داشته باشد.
- وجود ذرات معلق : وجود ذرات معلق در آب ورودی می‌تواند باعث گرفتگی رزین و کاهش ظرفیت آن شود. استفاده از فیلتر شنی یا فیلتر میکرونی می‌تواند به جلوگیری از این مشکل کمک کند.
- خطاهای محاسباتی : هرگونه خطا در محاسبات ریاضی نیز می‌تواند بر نتیجه نهایی تأثیر بگذارد.
با در نظر گرفتن این عوامل و تلاش برای اندازه‌گیری دقیق و کنترل شرایط، می‌توان دقت این فرمول را افزایش داد.
نظرات کاربران