نوآوری در فناوری های الکتروکلرینیشن (گندزدایی به روش کلر آلکالی)

 

کاربردها:

• نیروگاه های برق
• تاسیسات نفت و گاز
• سکوهای برون ساحلی
• تاسیسات نمک زدایی
• سایت های تصفیه فاضلاب
• تصفیه خانه های آب شُرب

 

معرفی

شرکت انگلیسی CHLOR GENERATORS LTD طراح و سازنده دستگاه­های الکتروکلرینیشن است. این مجموعه با تلفیق نوآوری فنی و تجربه عملی دقیقاً نیازها و درخواست­های مورد انتظار مشتریان را در قالب طراحی و ساخت محصول سفارشی، ارائه می دهد.

 

سیستم های تحت پوشش:

• کنترل در محل یا از راه دور
• الکترولیزرهای صفحه­‌ای یا لوله­‌ای
• سیستم‌­هایی برای مناطقی با ضریب ایمنی بالا (صدور گواهینامه‌های استاندارد کامل به صورت اختیاری)
• ظرفیت نامحدود تولید کلر (از چند کیلوگرم تا چندین تن Cl2 در روز)
• سیستم­های دستی یا اتوماتیک اسیدشویی
• سیستم‌های الکتروکلرينیشن خود تمیز شونده‌ی بدون اسید، برای مثال: الکترولیزرهای خود تمیز کننده لوله‌­ای یا قطب معکوس

 

دارای ویژگی خطاناپذیرسازی و ایمن هستند و از سیستم های کنترل شده به هم پیوسته برخوردارند که الکتروکلرینیشن واقعی تنها پس از تأیید ایمن بودن و وضعیت مثبت یا درست بودن همه قفل های ایمنی (پارامتر های اجرایی سیستم) امکان پذیر است.

الکتروکلرینیشن­های CHLOR GENERATORS با تولید هیپوکلریت با بالاترین غلظت کلر از منظر اقتصادی بسیار توجیه پذیر است . برای مثال: 2000 PPM در سیستم هایی که از آب دریا ویا 8000 PPM نمک محلول در آب شیرین .کلیه تجهیزات مربوط به تولید هیپو (لوله کشی، اتصالات، مخازن ذخیره سازی هیپو، پمپ­های دوزگیری هیپو) در اندازه بهینه هستند، بنابراین دارای مزیت رقابتی در بخش های صرفه جویی در هزینه جاری، تعمیر و نگهداری و جانمایی می باشند.

 کلیه محصولات CHLOR GENERATORS LTD با انجام فرآیندهای تضمین کیفیت و فرایندهای کنترلی سامانه ، طراحی و تولید می­‌شود. تمام محصولات قبل از حمل و نقل کاملاً مورد بازرسی کمی و کیفی قرار می گیرند. از این رو کلیه محصولات با ضمانت نامه جامع، اسناد و راهنمایی های مرتبط ارائه می شوند.

همچنین CHLOR GENERATORS LTD جهت افزایش رضایت مندی مشتریان، کلیه خدمات نصب، راه­اندازی و آموزش اپراتور را نیز ارائه می دهد .

 

الکتروکلرینیشن چیست؟

الکتروکلرینیشن یک فرآیند الکترولیز است که در آن یا آب طبیعی دریا یا محلول نمکی مصنوعی (آب شیرین + نمک) به محلول هیپوکلریت سدیم تبدیل می شود.

نمک متشکل از سدیم و کلرید است. در حالت محلول و DC (جریان مستقیم) از الکترودهای تیتانیوم عبور می­کند، کلریدها از بین می­روند و کلر تشکیل می­شود. این فرایند اساساً به شرح زیر است:

• الکترولیز هنگام عبور جریان DC از محلول آب شور (به عنوان مثال آب دریا یا محلول نمک) در یک سلول تقسیم نشده رخ می­دهد

• الکترولیز هنگام عبور جریان DC از محلول آب شور (به عنوان مثال آب دریا یا محلول نمک) در یک سلول تقسیم نشده رخ می­دهد
• در آند: اکسیداسیون یون های کلرید برای تولید کلر (Cl2)
• در کاتد: کاهش آب برای تولید هیدروکسید سدیم (NaOH) و هیدروژن (H2)
• کلر آزاد شده با هیدروکسید سدیم واکنش نشان می­دهد و فوراً به تولید هیپوکلریت سدیم (NaOCl) می­پردازد

 

  واکنش کلی حاصل از انرژی الکتریکی به شرح زیر است

هیپوکلریت سدیم چیست؟ هیپوکلریت سدیم، “NaOCl” (همچنین به عنوان “هیپو”، “سفید کننده” یا “کلر مایع” نیز شناخته می­شود)، اکسیدگر قوی است که در سراسر جهان برای کلردار کردن آب استفاده می­شود و برای اهداف زیر مورد استفاده قرار می­گیرد:

• ضد رسوب (برای مثال برای جلوگیری از لجن مال شدن ، رشد صدف یا صدف چسبنده به تنه کشتی و غیره)
• ضد عفونی (برای مثال برای آب آشامیدنی، مقاصد ضد باکتری و بیولوژی در آب فرآوری شده و …)
• فعالیت­های شیمیایی (برای مثال سفید کردن، حذف آهن، منگنز و غیره)

 

مزایای الکتروکلرینیشن:

الکتروکلرینیشن تنها فناوری 100% ایمن تولید Cl2 است، که در قالب ساختار های ذیل محلول هایپو غلیظ تولید می کند:

• در محل (حین فرایند)
• بر اساس تقاضا (فقط در صورت لزوم تولید می شود و همیشه تازه است)
• جلوگیری از ذخیره انبوه (زیرا در صورت تقاضا تولید می­شود)
• بهره برداری از ورودی های پایه و ایمن (آب دریا + برق یا آب شیرین + نمک + برق)

 

هنگام استفاده از الکتروکلرینیشن، دیگر نیازی به دیگر محصولات تجاری کلرین نیست. این کلرین ایمن، اقتصادی و مستقل، جایگزین محصولات کلرین تجاری خطرناک و با غلظت بالا است، برای مثال، کلرین گازی، هایپو تجاری و کلرین خشک (هیپوکلریت کلسیم گرانول). همچنین این ساختار دوستدار محیط زیست محسوب می شود.

• عدم آلودگی به فلزات سنگین (به عنوان مثال مس یا سرب) و

 • تجزیه مجدد کلر به نمک معمولی (کلرید سدیم)

 

مواد مصرفی

تولید هیپوکلریت سدیم فقط به آب دریا + برق یا آب شیرین + نمک + برق نیاز دارد.

 

جدول زیر مقدار مصرف الکترولایزر صفحه­ای معمولی را نشان می­دهدالکترولایزر

الکترولایزر متشکل از آندها و کاتدهای دو قطبی می باشد و به گونه­ای قرار گرفته­اند که چندین سلول را تشکیل می دهند. تعداد سلول­ها به پارامترهای خاص طراحی بستگی دارد و بر مبنای درخواست و شرایط پروژه، متفاوت خواهد بود.

همه آندها و کاتدها از تیتانیوم ساخته شده­اند. آندها به پوششی از اکسیدهای فلزی مخلوط (MMO) از گروه فلزات پلاتین نیاز دارند. این پوشش برای تولید کلر ضروری است و عمر مفیدی بین 5 تا 8 سال دوام دارد (تمام آندهای این مجموعه برای 5 سال کار مداوم دارای ضمانت هستند.)

 CHLOR GENERATORS LTD دو نوع الکترولایزر ارائه می دهد:

الکترولایزرهای صفحه­ ای:

 آندها و کاتدهای تیتانیومی برای تشکیل چندین سلول در داخل پوشش افقی  PVC قرار می­گیرند. این مدل به عنوان محبوب­ترین و کارآمدترین ساختار مطرح می باشد و از سویی دیگر بالاترین غلظت Cl2 قابل قبول را ارائه می­دهد، مانند: 2000 PPM در سیستم­های آب دریا و 8000 PPM در آب شیرین + سیستم های نمکی. در این ساختار  اطمینان حاصل می­شود که کلیه تجهیزات مربوط به تولید هایپو (مربوط به لوله کشی، اتصالات، مخازن ذخیره سازی افت فشار، پمپ های دوزگیری هایپو) دارای حداقل و بهینه ترین اندازه می باشند، بنابراین در مولفه های : هزینه جاری کارکرد ، تعمیر و نگهداری و همچنین حداقل فضای نصب دارای مزیت رقابتی می باشد. لازم به ذکر است الکترولایزرهای صفحه­ای به تمیزکاری مکرر (رسوب­زدایی) نیاز دارند که این کار با استفاده از: اسیدشویی (دستی یا اتوماتیک) یا تمیز کردن خودکار قطب معکوس انجام می­شود.

 الکترولایزرهای لوله ­ای:

در این روش (فقط برای آب دریا کاربرد دارند) آندها و کاتدهای لوله های جامد تیتانیوم به صورت لوله های متحدالمرکز مونتاژ می شوند ، در این ساختار آب دریا از فضای حلقوی بین لوله­های خارجی و داخلی عبور میکند. حرکت آب دریا  با سرعت بالا باعث کاهش رسوب گذاری می شود و بنابراین به عنوان یک مکانیزم خود تمیز کننده مستمر عمل می­ نماید. شایان ذکر است این سیستم ها قادر نیستند همان کارایی و غلظت بالای Cl2 را مشابه الکترولیزهای صفحه­ای ارائه دهند.

 

رسوب گرفتن و رسوب زدایی :

آب حاوی کلسیم و منیزیم محلول است. درهنگام الکترولیز، کربنات کلسیم و هیدروکسید منیزیم روی کاتد رسوب می­کنند ، فرایندی که معمولاً به آن “رسوب گرفتن” می­گویند. رسوب گرفتن پدیده­ای عمومی در تمام الکتروکلریناتورها است.

 رسوب به راحتی با شستشوی الکترولایزر با اسید هیدروکلریک 5٪ زدوده می شود. این فرآیند تقریباً 1 ساعت طول می کشد و این زمان با توجه به سیستم محصول به شرح زیر  است:

 • سیستم های آب دریا: پس از تقریباً 10 روز الکتروکلرینیشن مستمر. متوسط زمان جهت انجام این کار فقط در حدود 0.4٪ از کل زمان فرایند عملیاتی می باشد.

• سیستم های نمکی مصنوعی: بین 10 تا بیش از 50 روز، بسته به میزان سختی منبع تغذیه آب نمک (توجه: در صورت استفاده از آب سبک و نمک با خلوص بالا، بدون توجه به اندازه سیستم ممکن است فقط هر 1 یا 2 سال یک بار شست و شو مورد نیاز باشد.)

مقدار مصرف اسید کلریدریک بسیار کم است و همیشه می تواند چند بار اسید ، مورد استفاده مجدد قرار گیرد و زمانی که احتیاج باشد با اضافه کردن اسید می توان غلظت آن را تنظیم نمود.

CHLOR GENERATORS LTD سیستم های اسیدشویی دستی و اتوماتیک را نیز ارائه می­دهد. همچنین طیف وسیعی از سیستم­های الکتروکلرینیشن خود تمیز کننده بدون اسید هم ارائه می گردد، مانند: الکترولایزرهای صفحه­ای و لوله ای خود تمیزکننده و قطب معکوس

 

هیدروژن و مخزن هیپو گاززدایی

هیدروژن همیشه در حین الکتروکلرینیشن تولید می­شود و میزان آن مستقیماً با مقدار کلر تولیدی متناسب می باشد. هیدروژن محصول جانبی بی­اثر است و در همه واکنش­های شیمیایی شرکت نمی­کند. این ماده به همراه هیپو در مخزن گاززدایی تخلیه می­شود و از سیستم خارج می­شود. این عملکرد اصلی مخزن گاززدایی است. سپس هیدروژن به صورت ایمن رقیق شده (به دلیل قابلیت اشتعال) و با هوای دمنده از فن­های دمنده خارج می شود. معمولاً دو عدد فن های دمنده هیدروژن که 100 برابر رقیق شده را از سیستم خارج می کند  وجود دارد ، یک فن که همیشه کار می کند و یکی آماده به کار است.

به منظور اطمینان از ایمنی 100٪، هیدروژن 4 برابر کمتر از LEL (حد پایین انفجار) رقیق می­شود. همچنین رقیق بودن هوا به طور مستمر با سنسور جريان هوا اندازه­گيري شود و فقط پس از به دست آوردن سرعت جريان تنظيم شده، سيگنال به صفحه كنترل برای فعال كردن فرآيند الکتروکلرینیشن ارسال می­شود، این فعالیت کاملا ایمن است و اصطلاحاً به خرابی ایمن است. هر وقت جریان هوای رقیق کننده افت کند ، سیستم به طور اضطراری سیستم تولید کلر را خاموش می کند.

دومین هدف از مخزن گاززدایی هیپو این است که به عنوان مخزن نگهدارنده برای سیستم دوزینگ به­منظور تامین ثابت منبع هیپو و جلوگیری از خشک شدن پمپ عمل کند.

هدف سوم مخزن hypo de-gassing کنترل شروع / توقف فرآیند تولید hypo است. در طی دوزگیری هایپو، سطح هایپو افت کرده و با رسیدن به سطح پایین (LSL) فرآیند الکتروکلرینیشن شروع می­شود و مخزن گاز زدایی مجدد دوباره پر می شود. با رسیدن به سطح بالا (LSH)، تولید هیپو دوز Hypo متوقف می­شود و تولید hypo دو فرایند کاملاً مستقل است که فقط با سوئیچ های سطح پایین و سطح بالای مخزن درون فاز اتفاق می­افتد

دوزگیری HYPO

دوزگیری کلرین به صورت هایپو همیشه در موارد زیر بیان می­شود :

 • PPM (تعداد در میلیون) یا میلی گرم در لیتر کلرین. هر دو دقیقاً یک مقدار را نشان می­دهند، به عنوان مثال 2 PPM  برابر با 2 میلی گرم یا لیتر کلرین است.

 • کل و باقیمانده کلرین، که در زمان استفاده کل کلر دوزگیری می­کند و کلر باقیمانده در سطح کلرین پس از زمان مشخص اکسیداسیون است.

سطح دوزگیری کلر به نیاز مشتری بستگی دارد و با توجه به شرایط و اهداف خاص متفاوت خواهد بود.

 

روش­های معمول دوزگیری و کنترل:

• انواع پمپ : اندازه­گیری (پیستون یا دیافراگم) یا پمپ های دوزگیری گریز از مرکز مگ درایو
• کمیت پمپ­های دوزگیری : 1 x 100% یا 2 x %100 هایپو (پمپ وظیفه و آماده به کار)
• کنترل دوز: جریان متناسب، یا، کنترل برنامه­ریزی شده باقیمانده Cl2 بصورت آنلاین
• دوزگیری مداوم و شوک: (برای ضد رسوب بودن به عنوان مثال در برنامه های آب دریا لازم است)

 

رسوب­زدایی، دوزگیری مستمر

میکرو رسوب­گذاری:

به صورت لایه ای از لجن روی سطح صفحات و لوله­های مبدل حرارتی به­وجود می­آید و می­تواند راندمان انتقال حرارت را تا 25٪ کاهش دهد. همچنین می­تواند خوردگی را تسریع کرده و در شرایطی به نتیجه برسد که تعمیر و نگهداری بیشتر از حد معمول با افزایش بعدی هزینه های جاری همراه باشد

رسوب­گذاری کلی:

رشد صدف داخل لوله های آب دریا و سیستم های خنک کننده به تدریج جریان آب دریا را محدود کرده و جریان و بازده انتقال حرارت را کاهش می­دهد. در موارد شدید، لوله ها و سوپاپ­ها به طور کامل مسدود شده، در نتیجه سیستم خاموش می­شود، به تجهیزات آسیب می­رساند و در نتیجه باعث از دست رفتن زمان تولید می شود.

دوزگیری مستمر و شوک:

دوزگیری مستمر و شوک برای کنترل موثر میکرو رسوب­گذاری و رسوب­گذاری کلی در هنگام کار در آب دریا مورد استفاده قرار می­گیرند. در طی دوزگیری مستمر، مقدار کمی دوز کلرین حفظ می­شود. این کار محافظت در برابر عمده­ترین رسوب­زدایی را ایجاد می­کند. متأسفانه ارگانیسم­های بزرگ در برابر این دوز کم کلرین مقاوم می­شوند و نیاز به دوز کلر بسیار بیشتری دارند. در طول دوز شوک، مقدار زیادی دوز کلرین فقط برای مدت کوتاهی استفاده می شود و در فواصل مشخص تکرار می­شود. با این کار از محافظت کامل در برابر رسوبات ریز و بزرگ اطمینان حاصل می­شود.

CHLOR GENERATORS LTD طیف کاملی از استراتژی­های دوزگیری را برای اطمینان از محافظت بهینه ضدرسوب با کمترین میزان استفاده از کلرین ارائه می­دهد.

اجزای اصلی

 

 الکتروکلرینیشن آب دریا معمولاً از اجزای اصلی زیر تشکیل شده و عموماً به صورت مجموعه کامل نصب می­شود:

• صفحه کنترل با PLC (اختیاری)
• منبع تغذیه DC با کنترل کننده تریستور یا یکسوکننده (رکتیفایر)
• کنترل کننده آب ورودی دریا با فیلتر، تنظیم کننده های فشار ، جریان و …
• ابزارهای میدانی عمومی، سنسورها و مسدود کننده­های کنترل
• الکترولیزر
• پمپ های دوزگیری هایپو
• سیستم اسیدشویی
• فن­های دمنده
• مخزن هایپو

 

تهیه کننده و گردآورنده : مهندس امیرعلی فرهنگ