Kapalı devre sistemler, ısıtma ve soğutma sistemlerinin yanı sıra çeşitli endüstriyel proseslerde sıklıkla kullanılmaktadır. Bu sistemlerde su bir kez doldurulduktan sonra sirkülasyona girer ve dışarı ile sınırlı temas halindedir. Ancak sistem içerisindeki metal yüzeylerle reaksiyon, hava sızıntısı, mikrobiyolojik kirlenme gibi sebeplerle su kalitesi zamanla bozulabilir.

Kapalı Devre Sistemlerde Karşılaşılan Başlıca Problemler

• Korozyon (karbon çeliği, bakır, alüminyum vs.)
• Tortu ve çamur oluşumu
• pH dengesizliği
• Mikrobiyolojik üreme ü(özellikle düşük sıcaklıkta çalışan sistemlerde)

Kimyasal Şartlandırma Amaçları

• Korozyon inhibitörleri ile metal yüzeyleri korumak
• pH seviyesini optimal aralıkta tutmak
• Tortu önleyiciler ile çökelmeleri engellemek
• Mikrobiyal büyümeyi baskılamak (bakterisit ve biyosit uygulamaları)

Kullanılan Başlıca Kimyasallar

Kontrol ve Takip Yöntemleri

• Su analizleri: pH, iletkenlik, demir, bakır, nitrit, molibdat seviyeleri
• Mikrobiyolojik testler: Toplam canlı sayımı, ATP ölçümleri
• Gözlemsel kontroller: Renk değişimi, çamur birikimi, ısı transfer kaybı
• Otomatik dozaj ve kontrol sistemleri

Sonuç ve Öneriler

Kapalı devre sistemlerin güvenli ve verimli çalışması, suyun kimyasal olarak uygun şekilde şartlandırılmasına bağlıdır. Düzenli analizler, doğru kimyasal seçimi ve otomatik dozaj sistemlerinin kullanımı, bu tür sistemlerin bakım maliyetlerini azaltırken ömrünü de uzatır.

Uygulama Örnekleri

Vaka 1: Ofis Binası HVAC Sisteminde Korozyon Sorunu ve Kimyasal Müdahale

Lokasyon: İstanbul
Sistem Tipi: Kapalı devre soğutma suyu devresi (HVAC)
Sorun: Yüksek demir seviyesi, kahverengi su ve ısı değiştiricide verim kaybı

Tanı:
Rutin bakım sırasında yapılan su analizlerinde demir konsantrasyonu 12.5 mg/L olarak ölçüldü (normal sınır: <1,0 mg/L). pH 7.9 idi ve inhibitör seviyesi çok düşüktü. Su rengi koyu kahverengiydi.

Müdahale:

• Sistem durdurularak fiziksel ve kimyasal temizlik yapıldı.
• Molibdat-bazlı korozyon inhibitörü %0.5 oranında dozlandı.
• pH dengesi kontrol edilerek istenilen seviyeye getirildi
• Şartlandırma programı takibi için devre suyu analizleri 2 haftada bir yapıldı.

Sonuç:
3 ay sonunda demir seviyesi <0.5 mg/L’ye düştü. Renk açıldı, sistemde ısı transferi %8 oranında iyileşti. Kimyasal şartlandırma programı kalıcı hale getirildi.

Vaka 2: Gıda Tesisinde Mikrobiyal Büyüme ve Biyosit Uygulaması

Lokasyon: Bursa
Sistem Tipi: Kapalı devre ısıtma sistemi
Sorun: Mikrobiyolojik kontaminasyon, biyofilm oluşumu, kötü koku

Tanı:
Gıda üretim alanında bulunan ısıtma devresinde kötü koku şikayetleri geldi. Toplam bakteri sayısı >10⁵ CFU/ml olarak ölçüldü.

Müdahale:

• Sistem kısmi olarak boşaltıldı.
• Biyodispersant dozajı yapıldı.
• Devrede sirkülasyon yapıldı.
• Sonrasında inhibitör takviyesi ile sistem yeniden dengelendi.

Sonuç:
1 hafta sonunda bakteri sayısı <1000 CFU/ml seviyesine düştü. Biyosit uygulaması her 3 ayda bir tekrarlanmak üzere prosedüre alındı. Gıda güvenliği standartlarına uygun kimyasallar kullanıldı.

Vaka 3: Kimyasal üretim tesisinde Tortu Sorunu

Lokasyon: Çorlu
Sistem Tipi: Kimyasal üretim tesisinde kapalı devre soğutma suyu
Sorun: Tortu birikimi nedeniyle boru hatlarında daralma

Tanı:
Sistem analizinde bulanıklık yüksek, çözünmüş katı madde (TDS) seviyesi 2000 ppm’in üzerindeydi. Tortu yapısında kalsiyum, silikat ve demir oksit tespit edildi.

Müdahale:

• Sisteme polimer bazlı dispersant eklendi.
• Sirkülasyon devresine filtre takılarak tortu filtrasyonu yapıldı
• Tortuların çözülmesi için periyodik olarak filtre temizlikleri sağlandı

Sonuç:
2 aylık süreçte boru hatlarındaki daralmalar çözüldü. TDS seviyesi 700 ppm altına indirildi. Verimlilik artışı %5 olarak raporlandı.

Endüstriyel soğutma sistemleri, üretim proseslerinde aşırı ısınmayı önlemek ve ekipmanın verimli bir şekilde çalışmasını sağlamak için kritik bir rol oynar. Bu sistemler, özellikle enerji yoğun endüstrilerde, büyük miktarda su kullanarak ısıyı uzaklaştırır ve soğutma işlemini gerçekleştirir. Ancak, bu sistemlerin etkin bir şekilde çalışabilmesi için düzenli bakım ve uygun kimyasal şartlandırma gereklidir.

Soğutma Suyu Sistemlerinde Karşılaşılan Zorluklar

Endüstriyel soğutma sistemleri, suyun sürekli sirkülasyonu ve yüksek sıcaklık farklılıkları nedeniyle çeşitli sorunlarla karşı karşıya kalır. Bu sorunlar, sistemin verimliliğini düşürmekle kalmaz, aynı zamanda ekipmanın ömrünü kısaltabilir. En yaygın problemler şunlardır:

• Korozyon: Su ile temas eden metal yüzeylerde korozyon oluşumu, soğutma sistemlerinde yaygın bir sorundur. Korozyon, metal yüzeylerin zayıflamasına, boruların delinmesine ve sonunda sistem arızalarına yol açabilir.
• Tortu Birikimi: Suyun içindeki çözünmüş mineraller, yüksek sıcaklıklarda tortu oluşturabilir. Bu tortular, ısı transfer yüzeylerinde birikerek soğutma verimliliğini azaltır.
• Biyolojik Üreme : Su, mikroorganizmalar için ideal bir üreme alanıdır. Algler, bakteriler ve mantarlar, soğutma sistemlerinde biyolojik kirlenmeye yol açarak suyun akışını engelleyebilir ve korozyonu hızlandırabilir.

Korozyonun Önlenmesi

Soğutma sistemlerinde korozyonun önlenmesi, sistemin uzun ömürlü ve verimli çalışması için kritik öneme sahiptir. Korozyonu önlemek için çeşitli kimyasal şartlandırma yöntemleri kullanılabilir.

• Korozyon İnhibitörleri: Korozyon inhibitörleri, metal yüzeylerde koruyucu bir tabaka oluşturarak suyun neden olduğu oksidasyonu önler. Örneğin, fosfatlar, molibdatlar ve çinko bazlı inhibitörler, metal yüzeylerde pasivasyon tabakası oluşturarak korozyonu azaltır.
• pH Kontrolü: Suyun pH değeri, korozyon hızını doğrudan etkiler. Düşük pH, asidik ortam oluşturur ve korozyonu hızlandırır. Bu nedenle, pH seviyesinin nötr veya hafif alkalin bir aralıkta tutulması (7-9) önemlidir.

Tortu Birikiminin Önlenmesi

Tortu birikimi, soğutma sistemlerinde ısı transferini engelleyerek verimliliği düşürür. Tortu oluşumunu önlemek için birkaç farklı yöntem kullanılabilir.

• Su Yumuşatma: Su yumuşatma işlemi, soğutma suyundaki sertliği gidererek tortu oluşumunu engeller. Bu işlem genellikle iyon değişim reçineleri kullanılarak gerçekleştirilir. Kalsiyum ve magnezyum iyonları, sodyum iyonları ile değiştirilir ve böylece tortu oluşumu minimize edilir.
• Dağıtıcılar (Dispersantlar): Dispersantlar, tortu oluşturan mineralleri küçük partiküller halinde tutarak sistemden dışarı atılmasını sağlar. Bu kimyasallar, tortuların ısı transfer yüzeylerine yapışmasını engeller ve böylece verimlilik kaybını önler.
• Blöf: Soğutma sistemlerinde blöfleme işlemi, suyun içinde biriken çözünmüş katıların konsantrasyonunu kontrol altında tutmak için kullanılır. Belirli aralıklarla sistemden suyun dışarı atılması yoluyla mineral konsantrasyonu düşürülür ve tortu birikimi önlenir. Bu işlem için otomatik blöf sistemleri kullanılmaktadır.

Biyolojik Kontrol

Soğutma sistemlerinde biyolojik büyüme, suyun kalitesini ve sistemin verimliliğini olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle, biyolojik kontrol önemlidir.

• Biyositler: Biyolojik büyümeyi kontrol altına almak için biyositler kullanılır. Bu kimyasallar, suyun içinde bulunan bakterileri, algleri ve diğer mikroorganizmaları öldürerek biyolojik kirlenmeyi önler. Klor, brom ve glutaraldehit gibi biyositler yaygın olarak kullanılır.
• Biyodispersantlar: Biyodispersantlar, biyolojik kirleticilerin yüzeylere yapışmasını önler ve sistemden kolayca atılmalarını sağlar. Bu kimyasallar, biyolojik büyümenin kontrol altında tutulmasına yardımcı olur.

Enerji Verimliliğinin Artırılması

Endüstriyel soğutma sistemlerinde enerji verimliliğini artırmak, hem işletme maliyetlerini düşürmek hem de çevresel sürdürülebilirliği sağlamak açısından önemlidir. Doğru şartlandırma stratejileri, sistemin enerji verimliliğini artırmada kilit rol oynar.

• Sistem Tasarımı: Verimli bir soğutma sistemi tasarımı, enerji kayıplarını en aza indirmek için önemlidir. Doğru boyutlandırılmış borular, pompalar ve ısı değiştiriciler, sistemin optimal performans göstermesini sağlar.
• Düzenli Bakım: Soğutma sistemlerinin düzenli olarak bakımı, enerji verimliliğini artırmanın anahtarıdır. Korozyon, tortu ve biyolojik büyüme gibi sorunların erken tespiti ve çözümü, sistemin daha az enerji tüketmesini sağlar.
• Kimyasal Şartlandırma: Kimyasal şartlandırma, suyun kalitesini iyileştirerek sistemin daha verimli çalışmasını sağlar. Korozyon inhibitörleri, dispersantlar ve biyositler, sistemin verimli bir şekilde çalışmasını sağlayarak enerji tasarrufuna katkıda bulunur.

Değerlendirme

Endüstriyel soğutma sistemlerinde verimliliği artırmak, korozyon, tortu birikimi ve biyolojik büyüme gibi yaygın sorunları kontrol altına almakla mümkündür. Doğru kimyasal şartlandırma yöntemleri ve düzenli bakım, bu sorunların önlenmesine yardımcı olur ve sistemin uzun ömürlü, güvenli ve verimli bir şekilde çalışmasını sağlar. Enerji verimliliği, işletme maliyetlerini düşürmek ve çevresel sürdürülebilirliği sağlamak için kritik bir faktördür.

Bu nedenle, endüstriyel soğutma sistemlerinde şartlandırma stratejilerinin dikkatlice planlanması ve uygulanması büyük önem taşır. Kimyasal şartlandırma işlemi ile ilgili teknik servis mühendislerimizden destek almanızı önermekteyiz.

Buhar kazanları, endüstriyel tesislerde enerji üretimi ve çeşitli prosesler için kritik öneme sahip ekipmanlardır. Ancak, buhar kazanlarının verimli ve güvenli bir şekilde çalışabilmesi için düzenli bakım ve doğru su şartlandırma işlemleri gereklidir.

Buhar kazanlarında en sık karşılaşılan problemlerden ikisi, korozyon oluşumu ve Kışır (kireç) birikimidir. Bu problemler, kazanın performansını düşürmekle kalmaz, aynı zamanda ekipmanın ömrünü kısaltarak ciddi maliyetlere yol açabilir.

Korozyon oluşum; Nedenleri ve Önleme Yöntemleri

Buhar kazanlarında korozyon, metal yüzeylerin oksidasyonu sonucu oluşur ve bu durum kazanın yapısal bütünlüğünü zayıflatabilir. Korozyonun en yaygın nedenleri, suda çözünmüş oksijen korozyonu, karbonik asit korozyonu ve Depozit altı korozyondur.

• Çözünmüş Oksijenin Etkisi: Çözünmüş oksijen, buhar kazanlarının metal yüzeylerinde paslanmaya neden olabilir. Oksijen, metalin yüzeyiyle reaksiyona girerek demir oksit (pas) oluşumuna yol açar. Bu, kazanın metal bileşenlerinin zamanla zayıflamasına ve sonunda kazan borularında delinmelere neden olabilir.
  Korozyonu önlemek için suda çözünmüş oksijenin azaltılması gerekir. Bunun için genellikle oksijen giderici kimyasallar kullanılır. Kimyasallar, suda çözünmüş oksijenle reaksiyona girerek yok eder. Buda kazan sisteminin korozyona karşı korunmasını sağlar.
• Asidik korozyon: Kazan suyunun pH değeri de korozyonu etkileyen önemli bir faktördür. Düşük pH seviyeleri, asidik koşulları arttırarak korozyonu hızlandırabilir. Bu nedenle, kazanın pH seviyesini alkali bir aralıkta (genellikle 10,5-12,0) olması önemlidir. Asidik korozyondan korunmak amacı ile sistem pH değerini istenilen aralıklarda tutmak için kondens dönüş suyu ve besleme suyu pH değerliğinin yükseltilmesi sağlanmalıdır.
• Depozit altı korozyon : Buhar kazan sistemlerinde besleme suyunun yeterince arıtılmaması ve doğru kimyasal şartlandırma yapılmamasından kaynaklı olarak sistemde kireç-depozit oluşumu gerçekleşir. Oluşan depozit ile metal yüzeyi arasında oluşan reaksiyonlar neticesinde korozyon oluşur. Bu durumdan korunmak amacı ile kazan suyunda kışır depozit oluşum engelleyici kimyasal ürünler kullanılmalıdır.

Tortu(Kışır) Birikimi: Nedenleri ve Önleme Yöntemleri

Tortu birikimi, buhar kazanlarında ısı transferini azaltan ve enerji verimliliğini düşüren bir diğer yaygın problemdir. Tortular, suyun içindeki çözünmüş minerallerin (özellikle kalsiyum ve magnezyum) yüksek sıcaklıkta çökmesi sonucu oluşur. Tortu birikiminin engellenmesi için uygulanılması önerilen durumlar şu şekildedir.

• Su Yumuşatma: Sert su, buhar kazanlarında tortu birikiminin başlıca nedenidir. Bu nedenle, kazan suyundaki kalsiyum ve magnezyum iyonlarının konsantrasyonunu düşürmek için su yumuşatma işlemi uygulanır. İyon değişim reçineleri, kalsiyum ve magnezyum iyonlarını sodyum iyonları ile değiştirerek sertliği giderir. Bu, tortu oluşumunu önemli ölçüde azaltır. Günümüzde reçineli yumuşatma sistemlerinden daha ileri seviye olarak Reverse osmosis sistemlerde kullanılmaktadır. Bu sistemler sistemde su tasarrufu, enerji ve kimyasal maliyetlerinin düşmesine sebep olmaktadır. Bu sebeple yaygın olarak kullanılan bir sistemdir.
• Kimyasal Şartlandırma: Buhar kazanlarında tortu birikimini önlemek için kimyasal şartlandırma yaygın olarak kullanılır. Bu yöntemde, kazana sertlik bağlayıcı inhibitörler eklenir. Eklenen inhibitör, kalsiyum iyonları ile reaksiyona girerek farklı formlara dönüştürerek kireç oluşumunu engellerler.
• Blöf: Blöfleme, kazanın içindeki çözünmüş katıların konsantrasyonunu kontrol etmek ve tortu oluşumunu önlemek için kullanılan bir yöntemdir. Kazanın alt kısmından belirli miktarda suyun periyodik olarak dışarı atılması (blöf) yoluyla, suyun içindeki mineral konsantrasyonu azaltılır. Bu işlem, tortu birikimini ve korozyonu kontrol altında tutmak için önemlidir.

Buhar Kazanlarında Şartlandırma Kimyasallarının Seçimi

Doğru kimyasal şartlandırma yöntemlerinin seçimi, buhar kazanlarının uzun ömürlü ve verimli çalışması için kritik öneme sahiptir. Kimyasal seçiminde dikkate alınması gereken faktörler şunlardır:

• Kazan Türü: Kullanılacak kimyasallar, kazanın türüne ve işletme koşullarına bağlı olarak seçilmelidir. Yüksek basınçlı kazanlarda kullanılan kimyasallar, düşük basınçlı kazanlara göre farklılık gösterebilir.
• Besleme Suyu Kalitesi: Şartlandırma kimyasallarının etkinliği, besleme suyunun kalitesine de bağlıdır. Yüksek sertlik, yüksek çözünmüş oksijen veya düşük pH gibi faktörler, daha agresif şartlandırma gerektirebilir.
• İşletme Koşulları: Kazanın işletme sıcaklığı, basıncı ve çalışma süresi gibi faktörler de kimyasal seçimini etkiler. Örneğin, sürekli çalışan kazanlar için daha stabil ve uzun ömürlü kimyasallar tercih edilmelidir.

Değerlendirme

Buhar kazanlarında korozyon ve tortu birikimini önlemek, kazanın güvenli ve verimli çalışması için hayati öneme sahiptir. Doğru kimyasal şartlandırma yöntemleri ve düzenli bakım ile bu problemlerin önüne geçilebilir. Suda çözünmüş oksijenin giderilmesi, pH dengesinin sağlanması, su yumuşatma ve kimyasal şartlandırma gibi teknikler, buhar kazanlarında yaygın olarak kullanılan etkili yöntemlerdir. Ayrıca, blöf gibi rutin işlemler, kazan içindeki çözünmüş katıların kontrol altında tutulmasına yardımcı olur.

Doğru şartlandırma stratejileri, buhar kazanlarının ömrünü uzatır, enerji verimliliğini artırır ve işletme maliyetlerini düşürür. Bu nedenle, buhar kazanı işletmecilerinin, şartlandırma kimyasallarını dikkatlice seçmeleri ve bu süreçleri düzenli olarak izlemeleri önemlidir.

İşletmenizde bulunan buhar kazan sistemlerinde doğru kimyasal şartlandırma yapılması konusunda Neowater kimya olarak hizmet vermekteyiz. Bizimle irtibata geçerek teknik servis mühendilerimizden destek almanızı öneririz.

Giriş

Günümüzde su arıtma teknolojileri, artan su talebi ve kirlilik sorunları nedeniyle büyük önem taşımaktadır. Reverse osmoz (RO) sistemleri, suyun saflaştırılması konusunda en etkili yöntemlerden biridir. Ancak, bu sistemlerin en büyük zorluklarından biri, membran yüzeylerinde mineral ve tuz birikimidir. Bu birikimler, sistemin verimliliğini azaltırken, bakım maliyetlerini artırır. Antiscalant kullanımı, bu sorunları önlemede kritik bir rol oynar.

Reverse Osmoz Nedir?

Reverse osmoz, suyun, yarı geçirgen bir membran aracılığıyla yüksek bir basınç altında geçirilmesi esasına dayanan bir süreçtir. Bu yöntem, suyun içindeki çözünmüş tuzları, organik maddeleri ve diğer kirleticileri uzaklaştırarak, yüksek kalitede saf su elde edilmesini sağlar. RO sistemleri, içme suyu, gıda işleme, elektrik santralleri ve birçok endüstriyel uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır.

Problemin Tanımı: Tıkanma ve Ölçütler

RO sistemlerinde en yaygın problemlerden biri, membran yüzeylerinde tuz ve mineral birikimidir. Bu tıkanma, aşağıdaki sorunlara yol açar:

Verim Kaybı: Su üretim kapasitesinde azalma.
Artan Enerji Tüketimi: Sistemin daha fazla enerji harcaması.
Yüksek Bakım Maliyetleri: Sık arıza ve bakım gereksinimi

Tıkanmanın ana nedenleri arasında kalsiyum, magnezyum, silika ve demir gibi minerallerin birikimi yer almaktadır. Bu birikimler, RO membranlarının performansını düşürür ve sistemin ömrünü kısaltır.

Antiscalant Nedir?

Antiscalant, su arıtma sistemlerinde mineral birikimini önlemek amacıyla kullanılan kimyasal maddelerdir. Genellikle polimer bazlı ve organik asitler olarak sınıflandırılan antiscalantlar, suyun kimyasal özelliklerine göre özel olarak formüle edilmiştir. Bu kimyasallar, minerallerin çökelmesini engelleyerek, onların su içerisinde dağılmasını sağlar.

Antiscalant Kullanımının Faydaları

Tıkanma Önleme: Antiscalantlar, RO membranlarında oluşabilecek mineral birikimlerini önemli ölçüde azaltır. Bu sayede, membranın ömrü uzar.
Verim Artışı: Doğru antiscalant kullanımı, su üretim kapasitesini artırır ve sistemin daha verimli çalışmasını sağlar.
Enerji Tasarrufu: Tıkanmayı önleyerek, sistemin daha düşük basınçlarda çalışmasını mümkün kılar; bu da enerji maliyetlerini azaltır.
Bakım Maliyetlerinin Azalması: Sık bakım gereksinimi azalır, bu da işletme maliyetlerini düşürür

Antiscalant Seçerken Dikkat Edilmesi Gerekenler

Antiscalant seçimi, su kalitesi ve sistem tasarımına göre dikkatlice yapılmalıdır. Aşağıdaki faktörler göz önünde bulundurulmalıdır:

Su Kalitesi: Su içinde bulunan mineral türleri ve konsantrasyonları.
Sistem Tasarımı: RO sisteminin kapasitesi ve çalışma koşulları.
Çevresel Etkiler: Antiscalantın çevreye olan etkisi ve uyumluluğu

Antiscalant dozaj miktarı

Antiscalant ürünü reverse osmos sistemleri öncesinde ön filtrasyon aşamalarınından sonra bir dozaj sistemi ile yapılmalıdır.

Kimyasal ürün dozajı miktarı sistem giriş suyu debisine bağlı olarak doğru orantılı bir şekilde artış göstermektedir. Kimyasal ürün içeriğine göre birim besleme suyuna göre dozaj miktarı değişiklik göstermektedir. Kimyasal ürün teknik bilgi föyü kontrol edilerek dozaj sağlanmalıdır.

Antiscalant ürünü yüksek dozajda kullanılması membranların daha uzun ömürlü olacağı anlamına gelmez yüksek dozaj yapılması durumunda membranlar daha hızlı bir şekilde tıkanabilir buda kapasitede düşüşe sebep olacaktır. Bu gibi durumlarda sistemde asidik yıkama yapılması önerilmektedir. Düşük oranda kullanılması ise sistemde yetersiz kalmasından sebep yine tıkanmalara sebep olmaktadır. Bu doğrultuda sistemde optimum dozajın belirlenmesi ve doğru ekipmanlar ile dozajlanması sağlanmalıdır.

Değerlendirme

Antiscalant kullanımı, reverse osmoz sistemlerinin performansını artırmak ve uzun ömürlü olmalarını sağlamak için kritik bir öneme sahiptir. Doğru antiscalant seçimi ve uygulaması, hem ekonomik hem de çevresel açıdan önemli faydalar sunar. Su arıtma süreçlerinde verimliliği artırmak için antiscalant kullanımının entegrasyonu, gelecekte su yönetiminde sürdürülebilir çözümler sunma potansiyeline sahiptir.