了解正确选择凉水塔填料的重要性

选择首先要考虑水的污染倾向。本文向您展示了解并正确选择冷却塔填料的重要性！冷却塔在许多化工厂中发挥着重要作用。与任何其他热交换器一样，最大限度地提高效率对于设备设计和防止结垢、结垢和腐蚀至关重要。对于冷却塔，填料的选择是这方面的一个关键方面。乍一看，高效薄膜冷却塔填料似乎是理想的选择。但是，如果水质差导致冷却塔填料迅速结垢和堵塞，则会产生过多的维护成本。因此，在这里，我们将研究冷却塔填料类型的基本原理，并研究影响选择的重要化学问题。适当的补充水预处理可以选择比其他方式更高的冷却塔填充效率。

1.环境湿球温度

环境温度和湿度都会影响性能，通常冷却塔中65-90%的传热来自一小部分（1-3%）循环水的蒸发。因此，所有冷却塔的基本准则是增强空气/水接触。最初，这是通过使用飞溅塔填料实现的——一系列木板条以交错的方式放置在喷水喷嘴下方。当水撞击板条时，它会分解成微小的水滴，从而增加表面积。

填料已从基本的飞溅冷却塔填料设计演变而来。大多数冷却塔现在都利用薄膜冷却塔填料来增强空气/水接触。薄膜冷却塔填料，顾名思义，就是诱导冷却水在物料表面形成一层薄膜。成膜机制使液体表面积最大化。设计和选择冷却塔填料的指导原则是“增加空气与水的接触，促进对流和蒸发冷却，同时降低系统压降”[1]。冷却塔填料通常由聚氯乙烯制成，因为它成本低、耐用、良好的润湿性和固有的低火焰蔓延率。

二、冷却塔填料的选择

填料设计的选择在很大程度上取决于冷却水的结垢倾向。展示了各种冷却塔填料设计，从现代飞溅冷却塔填料到非常高效的材料。

基本且便宜的是塑料防溅塔填充物。这项技术的一项进步是“线框”冷却塔填料。线框设计中，钢绞线表面覆有一层水膜；冷却主要通过成膜发生，液滴形成只是偶尔发生。这种冷却塔填料通常采用模块化十字槽设计。另一种线框设计使用多个集成液滴来生成紧凑的液滴体积 (2b)。这些“模块化防溅”(M/S) 填料通常具有偏移槽纹几何形状，并且本质上比交叉槽纹填料更耐污染。参考 1 提供了更多信息。

其他选项包括薄膜冷却塔填料。这些有称为长笛的空气/水通道。有多种凹槽配置可供选择，每一种都反映了热性能和耐污性之间的不同权衡。

垂直薄膜冷却塔填充物，例如垂直凹槽 (VF, 2c)，为水和空气流动提供了一条直线路径。热性能低于更高效的设计，但 VF 冷却塔填料具有出色的防污性能。

XF Spacer Fill (2d) 专为横流冷却塔制造，具有高比表面积和中等至良好的防污性能，具体取决于水负荷。

填料的选择很大程度上取决于冷却水的结垢倾向。

三、冷却塔填料类型

填料的选择很大程度上取决于冷却水的结垢倾向。

1.偏置凹槽 (OF, 2e) 也具有较高的比表面积，并迫使水和空气通过适度弯曲的路径。因此，防污性也适中。

2.十字槽（CF，2f）通常提供高比表面积和高热性能，但由于几何形状迫使流动路径存在许多偏差，因此防污性能较差。

槽间距显着影响冷却塔填料性能；较小的间距会增加表面积，但也会增加潜在的污染严重程度。

生物沉积物已被许多研究人员确定为污染膜冷却塔填料的关键触发因素。当由于细菌分泌物固有的粘附特性，生物膜在冷却塔填料表面形成并从冷却水中收集悬浮固体时，就会发生结垢。

水膜穿过沉积物表面的速度影响生物沉积物的稳定性。较高的水流速度可最大限度地减少生物膜厚度。因此，填料制造商开发了最大化水膜速度和由此产生的高剪切应力的设计。这些低污染填料的凹槽几何形状具有垂直方向，而不是高效填料的倾斜方向（横向凹槽）。这些更高水流速度的设计表现出比 CF 设计更低的热性能。

CF 填料提供最大的传热表面积，但与其他设计相比，通过色谱柱的压降更高。此外，在这些冷却塔填料内形成的较低水膜速度会导致低流量区域，增加结垢的可能性。

选择合适的设计需要仔细评估水的条件。表 1 列出了各种优质水的冷却塔填料选择指南，范围从 <1,000 ppm 到 <25 ppm 总悬浮固体 (TSS) 和 0 到 <50 ppm 油和油脂。

此表强调了生物控制对冷却塔填料选择的影响。然而，正如我个人可以证明的那样，即使使用直通网络，冷却系统中的微生物控制也可能是一个挑战。但是，如果在设计和选择化学进料程序和补给水预处理设备时给予适当的注意，则可以在原本毫无意义的应用中使用更高效的冷却塔填料。

氧化杀菌剂处理对于所有冷却水系统都是必不可少的。氯气，通常作为漂白剂提供或现场生成，是最常见的选择，尽管当 pH 值升至 7.5 以上时其效力会迅速降低。许多天然水的 pH 值接近 8，这通常导致选择替代氧化剂，最显着的是氯活化溴、二氧化氯、一氯胺和一溴胺。在许多情况下，氧化剂进料限制为每天两小时，这让微生物有时间在休息期间定居并形成菌落。补充饲喂非氧化性杀菌剂，例如每周一次，可以非常有效地控制微生物。表 2 列出了一些最常见的非氧化剂的特性。

必须仔细评估冷却水中的微生物种类，以确定最有效的杀菌剂。未经相关监管机构批准，请勿测试，更不用说使用这些化学品中的任何一种。它们必须纳入工厂的国家污染物排放消除系统许可证。此外，与所有化学品一样，在处理非氧化剂时，安全性是一个绝对关键的问题。

第四，冷却塔填料选择中考虑的其他因素

使用淡水替代品进行植物水合作用正变得越来越普遍。一个越来越受欢迎的来源，无论是选择还是强制，都是来自公有处理厂的污水，即市政污水处理厂的排放。这些水流通常含有高浓度的氨、亚硝酸盐/硝酸盐、磷酸盐和有机物，或者用行业术语来说就是“虫子食物”。如果不进行处理，这种补给水会导致冷却系统中微生物的爆炸性生长。通常需要对植物成分进行复杂的预处理，两种越来越常见的选择是膜生物反应器和移动床生物反应器。

影响结垢的另一个因素是水中悬浮物的浓度。在冷却塔填料或热交换器中建立的任何微生物菌落通常会分泌一层粘性薄膜进行保护。这种粘液自然会吸附淤泥。一种经常被推荐用于冷却塔的处理方法——但通常不被采用——是侧流过滤。

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