2025-04-30 14:30:20 ใน ความรู้ทั่วไป » 0 22

หัวข้อ: ทำไมคูลลิ่งทาวเวอร์จึงมีตะกรันเกิดขึ้น

คูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower) เป็นระบบแลกเปลี่ยนความร้อนที่สำคัญในกระบวนการผลิตของโรงงานอุตสาหกรรม ระบบนี้มีหน้าที่ลดอุณหภูมิของน้ำที่หมุนเวียนจากกระบวนการผลิตโดยใช้อากาศเป็นตัวพาความร้อนออกจากน้ำ อย่างไรก็ตาม หนึ่งในปัญหาที่พบบ่อยในการใช้งานคูลลิ่งทาวเวอร์คือการเกิด "ตะกรัน" (Scale) ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการระบายความร้อน และทำให้เกิดค่าใช้จ่ายเพิ่มขึ้นจากการซ่อมบำรุงหรือพลังงานที่สูญเสียไปโดยไม่จำเป็น

บทความนี้จะเจาะลึกสาเหตุทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่ทำให้เกิดตะกรันในระบบคูลลิ่งทาวเวอร์ โดยมีการอ้างอิงถึงคุณสมบัติของน้ำ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ สภาวะแวดล้อม และปฏิกิริยาเคมีในระบบ

1. องค์ประกอบของน้ำดิบ (Raw Water Quality)

น้ำที่ใช้ในคูลลิ่งทาวเวอร์ไม่ใช่น้ำบริสุทธิ์ แต่มักเป็นน้ำที่มีแร่ธาตุละลายอยู่ เช่น แคลเซียม (Ca^2+), แมกนีเซียม (Mg^2+), ไบคาร์บอเนต (HCO3^-), ซัลเฟต (SO4^2-), และซิลิกา (SiO2) แร่ธาตุเหล่านี้หากมีความเข้มข้นสูง เมื่อมีการระเหยของน้ำเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความเข้มข้นจะยิ่งสูงขึ้น และนำไปสู่การตกตะกอนของแร่ธาตุดังกล่าวในรูปของสารไม่ละลายน้ำ ซึ่งเราเรียกว่าตะกรัน

2. ปฏิกิริยาเคมีและการเปลี่ยนแปลงของค่า pH

การระเหยของน้ำในคูลลิ่งทาวเวอร์มีผลให้ค่า pH ของน้ำในระบบเปลี่ยนแปลง โดยปกติแล้วจะมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นเนื่องจากการสูญเสีย CO2 ไปกับกระบวนการระบายความร้อน ทำให้เกิดสมดุลของปฏิกิริยาเคมีที่ผลักดันให้แร่ธาตุ เช่น แคลเซียมไบคาร์บอเนต เปลี่ยนรูปเป็นแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) ซึ่งไม่ละลายน้ำ และตกตะกอนเป็นตะกรันบนผิวท่อหรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

3. อุณหภูมิและจุดอิ่มตัวของแร่ธาตุ

อุณหภูมิที่สูงในระบบคูลลิ่งทาวเวอร์มีบทบาทสำคัญในการเร่งการเกิดตะกรัน เนื่องจากแร่ธาตุบางชนิด เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต จะมีความสามารถในการละลายต่ำลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ดังนั้นเมื่อแผงแลกเปลี่ยนความร้อนหรือจุดที่น้ำมีอุณหภูมิสูงเกิดการสะสมของแร่ธาตุ ก็จะมีโอกาสที่แร่ธาตุเหล่านี้จะตกตะกอนเร็วขึ้นและเกาะบนพื้นผิวภายในระบบ

4. การสะสมของแร่ธาตุในระบบแบบหมุนเวียน (Cycle of Concentration)

คูลลิ่งทาวเวอร์ทำงานภายใต้ระบบน้ำแบบหมุนเวียน (recirculating system) ซึ่งหมายความว่าน้ำที่ผ่านการใช้งานจะถูกระบายความร้อนและนำกลับมาใช้ใหม่ การระเหยของน้ำในกระบวนการนี้ทำให้สารละลายต่างๆ ที่ไม่ระเหยสะสมมากขึ้นในระบบ เราเรียกอัตราส่วนนี้ว่า "Cycle of Concentration" (COC) หากไม่มีการควบคุม COC อย่างเหมาะสมโดยการระบายน้ำทิ้ง (Blowdown) ก็จะทำให้ปริมาณแร่ธาตุสะสมสูงขึ้น จนถึงระดับที่ตกตะกอนเป็นตะกรันได้ง่าย

5. การเติมน้ำใหม่ (Make-up Water) โดยไม่ผ่านการปรับสภาพ

น้ำที่เติมเข้าสู่ระบบเพื่อชดเชยน้ำที่ระเหยไปมักเรียกว่า Make-up Water หากน้ำนี้มีค่าความกระด้างสูง และไม่ได้ผ่านระบบปรับสภาพ เช่น การใช้เรซินแลกเปลี่ยนไอออน (Ion Exchange) หรือการใช้ระบบ Reverse Osmosis (RO) ก็จะเพิ่มภาระให้กับระบบ และเร่งการเกิดตะกรันให้เร็วขึ้น

6. พื้นผิวและการออกแบบของระบบ

พื้นผิวของอุปกรณ์ในระบบที่มีความขรุขระหรือมีการไหลเวียนของน้ำไม่ดี จะกลายเป็นจุดสะสมของตะกรันได้ง่ายขึ้น การออกแบบระบบที่ไม่มีการไหลแบบ turbulent (น้ำปั่นป่วน) ที่เพียงพอจะทำให้เกิดการตกตะกอนและสะสมของตะกรันมากกว่าระบบที่มีการไหลสม่ำเสมอและแรงเฉือนสูง

การแก้ไขปัญหาตะกรันในคูลลิ่งทาวเวอร์โดยการใช้สารเคมี

ตะกรันในระบบคูลลิ่งทาวเวอร์ (Cooling Tower) เป็นหนึ่งในปัญหาสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อน และเพิ่มค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานของโรงงานอุตสาหกรรม หากปล่อยให้ตะกรันสะสมโดยไม่มีการควบคุม จะทำให้เกิดความเสียหายต่ออุปกรณ์ เช่น เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ปั๊มน้ำ และท่อภายในระบบ ซึ่งอาจนำไปสู่การหยุดชะงักของกระบวนการผลิตและค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมที่สูง

หนึ่งในแนวทางที่ได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายในการควบคุมและลดการเกิดตะกรันในระบบคูลลิ่งทาวเวอร์คือการใช้ สารเคมีบำบัดน้ำ (Chemical Treatment) ซึ่งจะช่วยยับยั้งกระบวนการตกตะกอนของแร่ธาตุ ลดการยึดเกาะของตะกรัน และควบคุมสภาพน้ำให้อยู่ในภาวะที่เหมาะสมต่อการใช้งานในระบบหมุนเวียน

ประเภทของสารเคมีที่ใช้ในการควบคุมตะกรัน

1. Scale Inhibitor เป็นสารที่ออกฤทธิ์โดยการยับยั้งการตกผลึกของแร่ธาตุ เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต หรือแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ โดยจับกับไอออนของแร่ธาตุเหล่านี้และป้องกันไม่ให้เกิดการรวมตัวเป็นผลึกขนาดใหญ่ ซึ่งจะลดการก่อตัวของตะกรัน

2. Dispersant ทำหน้าที่กระจายอนุภาคที่อาจตกตะกอนให้ลอยอยู่ในน้ำ เพื่อป้องกันไม่ให้ตะกรันเกาะตามพื้นผิวของอุปกรณ์ในระบบ

3. Chelating Agent เป็นสารที่สามารถจับกับไอออนของโลหะอย่างเสถียรและละลายในน้ำ ช่วยป้องกันไม่ให้ไอออนเหล่านี้ก่อตัวเป็นตะกรันในรูปของสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำ

4. pH Adjuster การควบคุมค่าความเป็นกรด-ด่างของน้ำ (pH) เป็นปัจจัยสำคัญในการควบคุมตะกรัน โดยปกติการรักษาค่า pH ให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสม เช่น 7.0–8.5 จะช่วยลดความเสี่ยงของการตกตะกอนของแคลเซียมคาร์บอเนตได้

หลักการเลือกใช้สารเคมี

การเลือกใช้สารเคมีเพื่อควบคุมตะกรันต้องอาศัยข้อมูลการวิเคราะห์คุณภาพน้ำ เช่น ความกระด้างทั้งหมด (Total Hardness), ค่า pH, ค่าความนำไฟฟ้า (Conductivity), ปริมาณของแร่ธาตุ (Ca²⁺, Mg²⁺, HCO₃⁻) รวมถึงอุณหภูมิของระบบและลักษณะของวัสดุในระบบด้วย

ขั้นตอนการใช้งานสารเคมีในระบบ

1. การทดสอบคุณภาพน้ำ ก่อนเริ่มใช้งานสารเคมีควรมีการเก็บตัวอย่างน้ำและวิเคราะห์คุณสมบัติพื้นฐาน

2. การคำนวณปริมาณสารเคมี โดยใช้ข้อมูลจากการวิเคราะห์น้ำ เพื่อกำหนดอัตราการเติมที่เหมาะสม

3. การเติมสารเคมีเข้าสู่ระบบ อาจใช้ระบบจ่ายอัตโนมัติ (Dosing System) เพื่อควบคุมความสม่ำเสมอของการเติมสาร

4. การติดตามผลและปรับแต่ง ต้องมีการตรวจวัดคุณภาพน้ำอย่างต่อเนื่อง เช่น การวัดค่าความกระด้าง ค่าการนำไฟฟ้า และค่า pH เพื่อปรับอัตราการเติมสารให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป

ข้อควรระวัง

• การใช้สารเคมีที่ไม่เหมาะสมกับระบบอาจทำให้เกิดปัญหาอื่น ๆ ตามมา เช่น การกัดกร่อน หรือผลกระทบต่อระบบชีวภาพในน้ำ

• ควรเลือกใช้สารเคมีที่มีใบรับรองมาตรฐาน และได้รับการทดสอบว่าปลอดภัยต่อระบบและสิ่งแวดล้อม

• การจัดเก็บสารเคมีควรอยู่ในที่แห้งและปลอดภัย โดยปฏิบัติตามคำแนะนำของผู้ผลิตอย่างเคร่งครัด

สรุป

การใช้สารเคมีในการควบคุมตะกรันในระบบคูลลิ่งทาวเวอร์เป็นแนวทางที่มีประสิทธิภาพสูงเมื่อมีการออกแบบการใช้งานอย่างถูกต้อง สารเคมีเหล่านี้สามารถช่วยลดการก่อตัวของตะกรัน ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ และลดต้นทุนด้านพลังงานและการซ่อมบำรุงได้อย่างมีนัยสำคัญ การเลือกใช้สารเคมีควรอ้างอิงจากข้อมูลทางเทคนิค และควรดำเนินการร่วมกับการตรวจสอบคุณภาพน้ำอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้ได้ผลลัพธ์สูงสุด

หากต้องการคำปรึกษาเพิ่มเติม เกี่ยวกับการใช้สารเคมีบำบัดน้ำในระบบคูลลิ่ง ทาวเวอร์ (Cooling Tower) สามารถติดต่อ ปรึกษาได้ที่
โทร 087 910 7399
อีเมล์ thaipeeken@gmail.com
Add line : thaipeeken

ขอใบเสนอราคาด่วน!!

ชื่อบริษัท

*

เบอร์โทรติดต่อกลับ

*

อีเมล์ติดต่อกลับ

สินค้าที่ต้องการและจำนวน

*

หมายเหตุ

Security Code