Monitoraggio online per mantenere l’acqua delle torri di raffreddamento priva di residui di incrostazioni
I sistemi di raffreddamento a torre raffreddano i prodotti e le attrezzature industriali attraverso il ricircolo d’acqua. L’acqua refrigerata viene fatta passare attraverso uno scambiatore di calore, in questo modo aumenta la temperatura dell’acqua della torre di raffreddamento che poi viene nuovamente refrigerata mediante evaporazione. Durante il processo di evaporazione si verifica un accumulo di minerali duri che, nel tempo, provocano incrostazioni di calcare. Per gli operatori, la sfida è quella di evitare che tali incrostazioni inquinino l’acqua, evitando al contempo corrosione e bio-contaminazione dovute alle operazioni di pulizia. I trattamenti tradizionali sono sempre più problematici. Poiché gli additivi chimici sono spesso pericolosi, molti sono vietati da rigide normative. Il cosiddetto «spurgo» (l’uso della pressione del vapore per rimuovere i residui d’acqua) è spesso insostenibile, in quanto l’acqua è sempre più considerata una risorsa preziosa. Il processo elettrochimico di elettrolisi parziale, invece, potrebbe rappresentare un’opzione pulita ed economica ma la sua adozione su larga scala è ostacolata dall’assenza di sistemi di monitoraggio affidabili. Il finanziamento dell’UE per il progetto I-SOFT ha aiutato l’azienda ospitante UET a mettere a punto la propria tecnologia di rimozione delle incrostazioni. L’estensione I-SOFT monitora le condizioni dello scambiatore di calore trasmettendo le informazioni relative alla formazione di incrostazioni al computer UET, così che possano essere rimosse senza contaminazione. Il trattamento UET provoca intenzionalmente la formazione di composti calcarei nei suoi reattori, invece di consentirne l’accumulo nei sistemi idrici. La tecnologia aiuta inoltre a sciogliere le incrostazioni di calcare preesistenti nell’acqua, per poi ricostituirle all’interno dei reattori UET.
Il circuito di monitoraggio delle incrostazioni
Nel progetto I-SOFT, due elementi di temperatura erano collegati allo scambiatore di calore, uno sull’ingresso e uno sull’uscita. Quando nello scambiatore di calore si formava l’incrostazione, la temperatura di uscita si abbassava rispetto al setpoint. Questa variazione di temperatura provocava l’alterazione dell’amperaggio del controller UET che, a sua volta, modificava l’alimentazione elettrica fornita allo scambiatore di calore, così da provocare la dissoluzione dell’incrostazione presente nello scambiatore di calore e il successivo rilascio nell’acqua. Il processo di elettrolisi produce un eccesso di idrossido, che provoca la scomposizione dei depositi di incrostazioni di calcare. «Ci siamo ispirati alla natura, dove i minerali duri reagiscono con i gas disciolti formando incrostazioni sulle superfici pronte ad accettarle. Abbiamo seguito lo stesso principio concentrando le incrostazioni nei reattori stessi, così da non contaminare l’acqua», ha affermato il coordinatore del progetto David Sherzer. Dopo aver collegato gli elementi di temperatura sull’ingresso e sull’uscita dello scambiatore di calore e aver regolato l’alimentazione elettrica in base alle diverse variazioni di temperatura, gli esperimenti hanno mostrato una temperatura dello scambiatore di calore stabile. Ciò significa che stava mantenendo la sua funzione di raffreddamento in modo efficace.
Garantire una fornitura di acqua potabile pulita
In un momento di crescenti preoccupazioni circa l’accesso all’acqua pulita, una delle implicazioni di I-SOFT è che la falda freatica potabile europea ha meno probabilità di essere contaminata dal trabocco delle acque reflue. «Sono orgoglioso di aver capito che le incrostazioni, la corrosione e la bio-contaminazione possono essere contrastate senza additivi chimici, per contribuire a mantenere pulita l’acqua potabile, a vantaggio di tutti», afferma Sherzer. Al momento, la tecnologia I-SOFT è ancora in fase di sviluppo. Il passo successivo sarà implementare il sistema nelle operazioni di un numero ristretto di clienti (dove può essere installato a posteriori) e monitorarne i risultati, prima di lanciare la tecnologia in maniera più ampia.
Parole chiave
I-SOFT, torri di raffreddamento, disincrostare, incrostazioni, acqua, inquinamento, contaminazione, elettrolisi parziale, corrosione, temperatura, amperaggio
