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Verdades escondidas sobre a filtragem de água do sistema de arrefecimento

Muitos proprietários e operadores de torres de resfriamento e sistemas de resfriamento são bastante confortáveis ​​na crença de que estão operando um sistema de água eficiente e seguro - mas quão seguros eles são realmente?

John Wilson, da Amiad Water Systems, no Reino Unido, discute algumas das verdades ocultas.

John Wilson, gerente de vendas do Reino Unido e Irlanda

Por John Wilson da Amiad Water Systems UK

Por natureza de sua ação, os sistemas de resfriamento podem sofrer níveis consideráveis ​​de contaminação do sistema. Isso pode ser causado por sólidos suspensos na água de reposição, pela "ação de lavagem" das torres de resfriamento ou por vazamentos de processo que estimulam a atividade microbiana.

Com os operadores que querem empregar o que eles acreditam ser uma 'solução rápida', o que vemos regularmente são operadores focados em apenas um aspecto do regime de tratamento de água.

Pouco eles percebem que isso poderia de fato piorar a situação, como é cuidadosamente indicado pelo próprio conselho da Health & Safety Executive (HSE):

“Um programa apropriado de tratamento de água de resfriamento deve ser capaz de controlar não só a legionela e outras atividades microbianas, mas também a corrosão, formação de incrustações e incrustações, e incluir medidas apropriadas, como limpeza física e desinfecção regulares, para manter a limpeza do sistema. Isso é muito importante, uma vez que esses aspectos são freqüentemente inter-relacionados e a falha em controlar um aspecto muitas vezes leva a outros problemas e aumenta o risco de legionella ”.

Na realidade, o que comumente vemos são instalações de sistemas de refrigeração que se concentram na conformidade, com os operadores lançando tratamentos químicos extensivos no problema, na crença de que isso garantirá que eles não falhem nos testes microbiológicos.

Em vez de considerar a eficiência ou mesmo as implicações da operação com um sistema altamente contaminado, as técnicas químicas convencionais empregadas podem envolver a adição de inibidores para controlar a corrosão e a formação de incrustações, biocidas para controlar o crescimento microbiano e dispersantes para controlar incrustações.

Aqui estão as questões ocultas e frequentemente ignoradas da má transferência de energia, bloqueios e desligamentos do sistema que resultam de uma água de refrigeração de baixa qualidade sendo circulada.

Para ajudar a combatê-los, muitos operadores se sentem seguros ao instalar tecnologias tradicionais, como a filtração de fluxo lateral, em que um volume de água de resfriamento recirculante é passado por um loop de "side-stream" para remover esses contaminantes da água e assim reduzir carregamento de sólidos.

Normalmente, são separadores cinéticos ou centrífugos, ou outras tecnologias, como filtros de tela autolimpantes, filtros de disco ou mesmo filtros de mídia convencionais. Como prática padrão, tais sistemas são então combinados com tratamento químico.

Filtração de Água do Sistema de Refrigeração

Ilustração de soluções típicas de filtragem usadas em torres de resfriamento

Ao instalar uma solução de filtragem de fluxo lateral, é claro que melhorará drasticamente o desempenho geral e permitirá que os produtos químicos funcionem de forma mais eficaz. No entanto, precisamos entender completamente as implicações do que está dentro da água de resfriamento antes que uma solução correta de filtragem de fluxo lateral possa ser implementada.

Geralmente, quando você olha para um sistema de resfriamento, descobre-se que 80-90% das partículas têm menos de 10 micron de tamanho e são essas partículas que levam à maioria dos problemas.

Na maioria dos sistemas, o processo de água de resfriamento é passado através de um sistema de tubulação e, em seguida, se uma torre de resfriamento estiver presente, ela é passada sobre a área de resfriamento da torre, ou através de um resfriador ou aquecedor.

Agora, mesmo nos melhores sistemas, e a maioria não se enquadra nessa categoria, a tubulação será de plástico, aço, aço inoxidável ou, como em muitos sistemas, uma combinação dos três. Todos esses materiais têm uma única coisa em comum, suas superfícies não são completamente lisas. Partículas maiores, tendo uma área de superfície maior, acumulam-se em uma massa que é varrida ao longo do sistema pelo fluxo de água.

No entanto, olhando através de um microscópio, você verá inclusões superficiais e aspereza, e é nesses locais onde as partículas menores, normalmente menores que 5-6 mícron, se fixam. O que você tem agora são partículas menores alojadas nas tubulações e nas superfícies de resfriamento do sistema.

Alguns podem ser mortos por produtos químicos, mas eles ainda mantêm sua posição, muitas vezes construindo para dar uma superfície interna lisa da tubulação. Isso é o que chamamos de biofilme, algo com o qual qualquer operador se familiarizará.

E fica pior. Debaixo deste biofilme agora liso permanece uma área de superfície áspera que é agora colonizada com bactérias vivas e é isto vive bactérias onde o problema está. Não só eles são protegidos de produtos químicos, mas as bactérias colonizam alegremente devido a serem mantidas aquecidas e alimentadas continuamente.

Onde o biofilme se formou, você pode esperar grandes problemas com instalações e equipamentos, bem como a estabilidade do resfriamento, e há um risco maior de violar as leis atuais de SMS.

A questão é que devemos filtrar para menos de 5 micron? Bem, não necessariamente.

É aqui que você precisa fazer alguma análise significativa da água. É bastante comum que os operadores façam ocasionalmente um teste de Sólidos em Suspensão Totais (TSS, Total Suspended Solids), que informa apenas quanto de partículas sólidas você tem na água.

O que você realmente precisa entender é o volume de sólidos e o tamanho das partículas que estão presentes. Uma distribuição de tamanho de partícula (PSD) ajudará você a entender o volume de sólidos que você tem dentro da água de resfriamento.

Quando você olha para um PSD, muitas vezes você verá que uma proporção considerável das partículas sólidas é muito pequena e tão baixa quanto 1 mícron de tamanho. No entanto, não é apenas o tamanho das partículas que importa, mas o volume das partículas.

Por exemplo, você pode descobrir que sua contagem de partículas para <5 partículas de mícron é muito alta, mas isso representa apenas uma pequena fração do volume. Os gráficos seguintes ilustram que onde quase 95% das partículas têm um tamanho <10 mícron, isto na verdade representa apenas menos de 10% do volume de partículas.

por tabela ML - Filtragem de água do sistema de arrefecimento

Gráfico PPMv - Filtragem de Água do Sistema de Refrigeração

A filtragem eficaz do fluxo lateral deve ser baseada na seleção da tecnologia mais apropriada para a aplicação e garantir que ela possa efetivamente remover o tipo de sólidos na água.

Aqui está uma pequena lista a considerar ao escolher uma filtragem de fluxo secundário e as opções disponíveis:

  • Qual é a natureza das partículas? Orgânico ou Inorgânico?
  • Quão bom é um nível de filtragem realmente necessário?
  • Quanto espaço está disponível?
  • O site é sensível a perdas de água?
  • Você precisa de filtragem ininterrupta?
  • Qual seria o custo de manutenção e o impacto na operação?

Como a maioria dos tipos de equipamentos, há uma grande variedade de tecnologias para escolher, com cada tipo tendo suas próprias vantagens e desvantagens. A tabela abaixo fornece um guia sobre várias opções de filtragem disponíveis e como elas funcionam em diferentes aplicações.

Tecnologia de Filtração Tamanho das partículas removidas Pegada Backwash OPEX / substituições Aplicações
Filtros De Areia Tradicionais 20 micron Alto Alto Partículas para 20 micron, orgânico e inorgânico
Filtros de tela automáticos 10-800 micron Baixo Baixo Ampla gama de aplicações boas para sólidos não deformáveis
Separadores Centrífugos / Hidrociclones > 100 micron Baixo Baixo A remoção de partículas maiores e pesadas requer operação constante
Filtros de Disco Automático 20-400 micron Médio Baixo Muito bom para partículas orgânicas
Consumíveis Saco / Cartucho Filtros Até 0.1 micron Alto V. alta Limitado a taxas de fluxo menores, bom para instalações pequenas ou temporárias
Filtros de Disco Automático Até 1 micron Médio Médio Alto desempenho de filtração, baixo refluxo comparado aos filtros de areia

Em conclusão, é necessário que haja uma melhor compreensão das implicações de uma abordagem de 'correção rápida' para a torre de resfriamento e a filtração da água de resfriamento. Os operadores podem sentir que alcançaram o controle biológico, mas o biofilme na tubulação, a menos que seja cuidadosamente tratado, pode aparecer de repente e causar grandes problemas não apenas para um processo, mas de forma mais alarmante para a saúde pública.

O melhor e mais eficiente sistema de filtragem de fluxo lateral é aquele que fornece o melhor retorno possível sobre o investimento, melhorando a eficiência da planta, reduzindo os custos operacionais e de manutenção e, mais importante, atendendo aos requisitos de HSE.

Informador de Indústria de Processos

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