09120216048
درخواست خدمات

همکاری

تماس

خانه

بلاگ

فروشگاه

راهنمای جامع راهنمای جامع محلول جاذب در چیلرهای جذبی: انواع اینهیبیتور و ترکیبات استاندارد

مقدمه
در چیلرهای جذبی، محلول جاذب یکی از مهم‌ترین اجزا برای عملکرد صحیح سیستم است. این محلول معمولاً از لیتیوم بروماید (LiBr) و آب مقطر تشکیل شده و وظیفه جذب بخار مبرد (که غالباً آب است) را بر عهده دارد. یکی از چالش‌های اساسی در چیلرهای جذبی، جلوگیری از خوردگی و کریستال شدن است که برای این منظور، مواد بازدارنده خوردگی (اینهیبیتورها) به محلول جاذب اضافه می‌شوند. در این مقاله، انواع اینهیبیتورها شامل کرومات، مولیبدات و نیترات و همچنین ترکیب استاندارد محلول جاذب را بررسی خواهیم کرد.

1. وظایف و اهمیت محلول جاذب در چیلرهای جذبی

محلول جاذب نقش کلیدی در عملکرد چیلر جذبی دارد و وظایف آن عبارتند از:

✅ جذب بخار مبرد (آب) در ابزوربر و ایجاد خلا برای ادامه فرآیند تبخیر در اواپراتور
✅ انتقال گرما به برج خنک‌کننده از طریق گردش محلول
✅ پایداری در برابر کریستال شدن و تشکیل رسوبات
✅ جلوگیری از خوردگی قطعات داخلی مانند مبدل‌ها و لوله‌ها

ویژگی‌های محلول جاذب استاندارد:

  • غلظت لیتیوم بروماید بین ۵۸٪ تا ۶۳٪ وزنی
  • pH در محدوده ۸.۵ تا ۹.۵ (برای جلوگیری از خوردگی و رسوب‌گذاری)
  • حاوی مواد اینهیبیتور جهت محافظت در برابر خوردگی
  • بدون ناخالصی‌هایی مانند کلرید، سدیم، کلسیم و سختی بالا

2. انواع اینهیبیتورهای ضد خوردگی در محلول جاذب

در چیلرهای جذبی، سه نوع ماده اینهیبیتور برای جلوگیری از خوردگی و افزایش طول عمر تجهیزات استفاده می‌شود:

۱. کرومات (Lithium Chromate, Li₂CrO₄)

کرومات یکی از پرکاربردترین اینهیبیتورها در چیلرهای جذبی قدیمی است که خاصیت ضد خوردگی فوق‌العاده‌ای دارد. کرومات با تشکیل یک لایه محافظ اکسید کروم (Cr₂O₃) روی سطح فلزات، از زنگ‌زدگی و خوردگی جلوگیری می‌کند.

🔹 مزایا:
✔️ ایجاد لایه محافظ بسیار پایدار بر روی قطعات داخلی
✔️ محافظت عالی در برابر خوردگی در دمای بالا
✔️ پایداری شیمیایی بالا

🔹 معایب:
❌ سمّی بودن و آسیب زیست‌محیطی بالا
❌ محدودیت در بسیاری از کشورها به دلیل قوانین زیست‌محیطی
❌ احتمال ته‌نشینی در محلول در صورت عدم تنظیم صحیح pH و دما

✅ غلظت استاندارد کرومات در محلول لیتیوم بروماید: حدود ۱۰۰۰ ppm

۲. مولیبدات (Lithium Molybdate, Li₂MoO₄)

به دلیل مشکلات زیست‌محیطی کرومات، مولیبدات جایگزین مناسبی محسوب می‌شود. مولیبدات با ایجاد یک لایه اکسید مولیبدن (MoO₃) روی فلزات، از خوردگی جلوگیری می‌کند.

🔹 مزایا:
✔️ غیرسمّی و سازگار با محیط زیست
✔️ عملکرد مطلوب در جلوگیری از خوردگی فولاد و مس
✔️ پایداری بیشتر نسبت به کرومات در pH بالا

🔹 معایب:
❌ کمیاب‌تر و گران‌تر از کرومات
❌ حساسیت به pH بیش از حد قلیایی (بالای ۱۰)

✅ غلظت استاندارد مولیبدات در محلول لیتیوم بروماید: بین ۵۰۰ تا ۱۵۰۰ ppm

۳. نیترات (Lithium Nitrate, LiNO₃)

نیترات یکی دیگر از اینهیبیتورهای مورد استفاده در چیلرهای جذبی است که عملکرد آن مشابه کرومات و مولیبدات اما ضعیف‌تر از آن‌ها است.

🔹 مزایا:
✔️ پایدار بودن در دمای بالا و شرایط عملیاتی چیلر
✔️ عدم تشکیل رسوب در مقایسه با کرومات
✔️ قیمت مناسب و در دسترس بودن

🔹 معایب:
❌ مقاومت کمتری در برابر خوردگی نسبت به کرومات و مولیبدات دارد
❌ تأثیر کمتر روی فولادهای زنگ‌نزن در مقایسه با مولیبدات

✅ غلظت استاندارد نیترات در محلول لیتیوم بروماید: بین ۸۰۰ تا ۱۵۰۰ ppm

4. نتخاب بهترین اینهیبیتور برای چیلر جذبی

✔️ اگر مصرف‌کننده به حفاظت حداکثری و هزینه پایین اهمیت می‌دهد، کرومات گزینه مناسبی است.
✔️ اگر معیار، دوستدار محیط زیست بودن باشد، مولیبدات بهترین گزینه است.
✔️ اگر به دنبال یک راه‌حل اقتصادی و نسبتاً مؤثر باشید، نیترات می‌تواند انتخاب مناسبی باشد.

5. ترکیب استاندارد محلول جاذب در چیلرهای جذبی

برای عملکرد صحیح و طولانی‌مدت چیلر جذبی، محلول جاذب باید دارای ترکیب استاندارد باشد. جدول زیر ترکیب یک محلول جاذب استاندارد را نشان می‌دهد:

ویژگی شیمیایی

محدوده استاندارد

مقدار ایده‌آل

واحد اندازه‌گیری

غلظت لیتیوم بروماید (LiBr)

۵۸٪ – ۶۳٪

۶۰٪

٪ وزنی

آلکالینتی

0.005 – 0.010 N

0.007 N

N (نرمالیته)

pH محلول

۸.۵ – ۹.۵

۹.۰

–

آهن (Fe)

< ۵۰ ppm

< ۲۰ ppm

ppm

مس (Cu)

< ۱۰ ppm

< ۵ ppm

ppm

کلرید (Cl⁻)

< ۵۰ ppm

< ۲۰ ppm

ppm

سدیم (Na⁺)

< ۳۰۰ ppm

< ۱۰۰ ppm

ppm

ذرات معلق (Suspended Solids)

<10 ppm

<5 ppm

ppm

آنتی فوم (الکل اکتیل)

5 – 15 ppm

10 ppm

ppm

کرومات (Li₂CrO₄)*

۸۰۰ – ۱۲۰۰ ppm

۱۰۰۰ ppm

ppm

مولیبدات (Li₂MoO₄)*

۵۰۰ – ۱۵۰۰ ppm

۱۲۰۰ ppm

ppm

نیترات (LiNO₃)*

۸۰۰ – ۱۵۰۰ ppm

۱۰۰۰ ppm

ppm

*نکته: از 3 ردیف آخر این جدول (اینهبیتورها) فقط یک نوع در هر چیلر استفاده میشود و امکان استفاده از چند نوع بصورت همزمان وجود ندارد.

با توجه به جدول استاندارد ترکیب محلول جاذب در چیلرهای جذبی که در بخش نخست مقاله ذکر شد، در این بخش به بررسی مشکلات و راه‌حل‌های احتمالی برای تغییرات هر پارامتر می‌پردازیم. برای هر پارامتر، تغییر در مقادیر آن می‌تواند بیانگر یک مشکل خاص در سیستم باشد. در ادامه، مواردی که ممکن است در سیستم چیلر جذبی رخ دهد به همراه راه‌حل‌های مناسب آورده شده است

5-1. غلظت لیتیوم بروماید

  • کاهش غلظت:
    کاهش غلظت LiBr به زیر حد استاندارد (58%) می‌تواند نشان‌دهنده افزایش تبخیر مبرد و یا نشتی در سیستم باشد. این کاهش غلظت ممکن است به دلیل تبخیر بیش از حد مبرد در ژنراتور یا نفوذ آب (غالبا از قسمت کندانسور) به محلول اتفاق بیافتد.
    • راه‌حل:
      • از عدم وجود نشتی آب به داخل مطمئن شوید در غیر این صورت ابتدا باید محل نشتی را با تست های مخصوص پیدا و نسبت به رفع آن اقدام کنید.
      • اگر نشتی در سیستم وجود نداشت و مقدار کاهش غلظت زیاد نباشد با اضافه کردن محلول لیتیوم بروماید غلیظ به سیستم میتوانید غلظت را به مقادیر استاندارد بازگردانید
      • تنظیم شرایط عملکرد ژنراتور برای کاهش تبخیر بیش از حد.
  • افزایش غلظت:
    افزایش غلظت LiBr به بالاتر از 63% ممکن است نشان‌دهنده کاهش سطح مبرد یا افزایش غیر طبیعی غلظت باشد. این مشکل می‌تواند ناشی از تبخیر ناکافی در ژنراتور یا عدم تصفیه صحیح محلول باشد.
    • راه‌حل:
      • از عدم وجود نشتی در سیکل مبرد اطمینان حاصل کنید. در صورت وجود نشتی آن را برطرف کنید و از میزان کافی مبرد طبق کاتالوگ دستگاه استفاده کنید.
      • تنظیم دقیق دمای ژنراتور و جلوگیری از تبخیر غیرطبیعی.
      • تصفیه محلول جاذب برای حذف هرگونه ناخالصی اضافی.

5-2. آلکالینتی (Alkalinity) محلول جاذب در چیلرهای جذبی

آلکالینتی یک ویژگی شیمیایی محلول است که نشان‌دهنده ظرفیت محلول برای پذیرش یون‌های هیدروژن (H⁺) است. به عبارت دیگر، آلکالینتی نشان‌دهنده توانایی مقاومت محلول در مقابل تغییرات اسیدی است. در محلول‌های لیتیوم برماید، آلکالینتی اغلب به دلیل حضور یون‌های هیدروکسید (OH⁻) ایجاد می‌شود و در شرایط مناسب، این ویژگی به حفظ pH مناسب محلول کمک می‌کند.

 

 

اهمیت آلکالینتی در محلول جاذب لیتیوم برماید

  1. کنترل pH: آلکالینتی به تنظیم و حفظ pH محلول کمک می‌کند. مقدار مناسب آلکالینتی می‌تواند از تغییرات شدید pH که می‌تواند به عملکرد چیلر آسیب برساند، جلوگیری کند.
  2. پیشگیری از خوردگی: آلکالینتی بالا می‌تواند به جلوگیری از خوردگی اجزای داخلی چیلرهای جذبی کمک کند، زیرا از تشکیل اسیدهای خورنده که می‌توانند باعث خوردگی فلزات شوند، جلوگیری می‌کند.
  3. پایداری محلول: آلکالینتی به پایداری محلول جاذب کمک می‌کند و از جداسازی و رسوب لیتیوم برماید جلوگیری می‌کند که می‌تواند عملکرد چیلر را مختل کند.

روش اندازه‌گیری آلکالینتی

آلکالینتی معمولاً با استفاده از تیتراسیون اندازه‌گیری می‌شود. برای این منظور، یک نمونه از محلول جاذب گرفته می‌شود و سپس با استفاده از یک محلول استاندارد اسیدی (مثلاً اسید هیدروکلریک) تا رسیدن به نقطه معکوس pH تیتراسیون انجام می‌شود. مقدار مورد نیاز اسید برای خنثی کردن یون‌های هیدروکسید موجود در محلول، مقدار آلکالینتی آن را نشان می‌دهد.

روش‌های تنظیم آلکالینتی

  • افزایش آلکالینتی: اگر آلکالینتی محلول جاذب پایین باشد، می‌توان با اضافه کردن لیتیوم هیدروکسید (LiOH) آن را افزایش داد. لیتیوم هیدروکسید با افزایش یون‌های هیدروکسید در محلول، ظرفیت آلکالینیتی محلول را بالا می‌برد و به پایداری pH کمک می‌کند.
  • کاهش آلکالینتی: اگر آلکالینتی محلول جاذب خیلی بالا باشد، برای کاهش آن می‌توان از افزودن مواد اسیدی مانند اسید برمیک (HBr) استفاده کرد تا یون‌های هیدروژن وارد محلول شده و آلکالینتی را کاهش دهد.

3-5. pH  محلول جاذب

  • کاهش  pH:
    کاهش pH زیر 8.5 به معنای افزایش اسیدیتیه محلول است که می‌تواند به دلیل افزایش میزان یون‌های هیدروژن (H+) باشد. این امر معمولاً به دلیل آلودگی محلول به اسیدها در اثر اسیدشویی غیر اصولی است.
    • راه‌حل:
      • در این شرایط، برای افزایش pH و تنظیم آن به محدوده استاندارد، افزودن لیتیوم هیدروکسید به محلول جاذب توصیه می‌شود. لیتیوم هیدروکسید می‌تواند اسیدیتۀ محلول را کاهش دهد و pH را به محدوده مطلوب (9.0) برساند.
      • توجه داشته باشید که مقدار لازم لیتیوم هیدروکسید بر اساس میزان آلکالینیتی مجاز محلول تعیین میگردد.
  • افزایش pH:
    افزایش pH به بالاتر از 9.5 ممکن است به دلیل نفوذ مواد قلیایی به محلول باشد. این می‌تواند منجر به کاهش کارایی محلول و کاهش جذب مبرد شود.
    • راه‌حل:
      • کاهش دوز مواد قلیایی وارد شده به محلول.
      • بررسی دقیق منابع ورودی و جلوگیری از آلودگی محلول با مواد قلیایی.

5-4. آهن (Fe)

  • افزایش آهن:
    افزایش آهن به بیش از 50 ppm نشان‌دهنده خوردگی در سیستم و احتمالاً وجود پوسیدگی و در نتیجه آسیب بخش‌های داخلی است که موجب آزاد شدن یون‌های آهن می‌شود.
    • راه‌حل:
      • استفاده از مواد ضد خوردگی و تنظیم شرایط شیمیایی محلول برای جلوگیری از این مشکل.
      • بازبینی لوله‌ها و اجزای فلزی برای اطمینان از عدم خوردگی و پوسیدگی های شدید.

5-5. مس (Cu)

  • افزایش مس:
    افزایش مس به بیش از 10 ppm می‌تواند نشان‌دهنده خوردگی و تخریب لوله‌ها (تیوب ها) یا مبدل‌های حرارتی باشد که از مس ساخته شده‌اند. این مشکل می‌تواند باعث سوراخ شدن و ایجاد نشتی در لوله ها گردد.
    • راه‌حل:
      • بررسی و تعمیر اجزای مسی سیستم (مانند تیوب ها و مبدل‌ها).
      • استفاده از مواد ضد خوردگی و بهبود شرایط عملکرد برای جلوگیری از خرابی‌های بیشتر.

5-6. کلرید (Cl)

  • افزایش کلرید:
    افزایش کلرید به بیش از 50 ppm می‌تواند نشان‌دهنده آلودگی محلول به مواد نمکی از منابع خارجی باشد.
    • راه‌حل:
      • تصفیه و احیای محلول جاذب و بررسی منابع آلودگی نمک‌ها.
      • شستشوی سیستم به منظور پاکسازی از هرگونه آلودگی و مواد ناخواسته.

5-7. مقدار مجاز سدیم در محلول لیتیوم بروماید

مقدار استاندارد سدیم (Na) در محلول لیتیوم بروماید معمولاً کمتر از 300 ppm در نظر گرفته می‌شود، اما مقدار ایده‌آل آن کمتر از 100 ppm است. افزایش مقدار سدیم از این حد می‌تواند مشکلات جدی برای عملکرد چیلر جذبی ایجاد کند.

  • اثرات افزایش سدیم در محلول جاذب:
  • اختلال در فرآیند جذب بخار مبرد:

سدیم به دلیل شباهت یون‌شناختی زیادی که با لیتیوم دارد، می‌تواند در عملکرد طبیعی محلول جاذب اختلال ایجاد کند. این موضوع باعث کاهش توانایی محلول در جذب بخار مبرد شده و عملکرد سرمایشی دستگاه را دچار مشکل می‌کند.

 

  • افزایش خطر کریستالیزاسیون:

سدیم میل بالایی به تشکیل رسوبات کریستالی در محلول لیتیوم بروماید دارد. تجمع سدیم بیش از حد می‌تواند شرایط کریستال‌ شدن را تسریع کرده و باعث انسداد مسیرهای داخلی محلول در چیلر شود که یکی از جدی‌ترین مشکلات عملیاتی در چیلرهای جذبی محسوب می‌شود.

 

  • عدم امکان حذف مؤثر و اقتصادی:

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های مرتبط با افزایش غلظت سدیم این است که روش‌های متداول تصفیه و احیای محلول، مانند فیلتراسیون و استفاده از مواد شیمیایی، قادر به جداسازی مؤثر سدیم از لیتیوم نیستند. از آنجایی که خواص فیزیکی و شیمیایی سدیم و لیتیوم بسیار شبیه به هم هستند، جداسازی این دو عنصر نیاز به روش‌های پیشرفته و پرهزینه‌ای دارد که از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه نیست.

 

  • نشانه‌ای از ورود آب برج خنک‌کننده:

افزایش سدیم معمولاً ناشی از نشتی در تیوب‌های کندانسور است که باعث ورود آب برج خنک‌کننده (که حاوی مقادیر بالایی از یون سدیم است) به محلول جاذب می‌شود. این موضوع علاوه بر افزایش غلظت سدیم، باعث رقیق شدن محلول لیتیوم بروماید نیز می‌شود و کارایی دستگاه را کاهش می‌دهد.

 

  • راهکارهای کنترل و حذف سدیم:
    • جلوگیری از ورود آب برج خنک‌کننده:

مهم‌ترین اقدام پیشگیرانه، بازرسی و تست‌های دوره‌ای تیوب‌های کندانسور برای شناسایی نشتی‌ها و جلوگیری از ورود آب برج به سیستم است.

    • کنترل دوره‌ای ترکیب شیمیایی محلول:

انجام آزمایش‌های منظم شیمیایی روی محلول لیتیوم بروماید برای بررسی غلظت سدیم و سایر یون‌ها، می‌تواند از افزایش غیرمجاز آن جلوگیری کند.

    • تعویض کامل محلول در موارد حاد:

اگر مقدار سدیم از یک حد بحرانی فراتر رود، تنها راه‌حل مؤثر و عملی تعویض کامل محلول لیتیوم بروماید و جایگزینی آن با محلول تازه و استاندارد است. معمولاً زمانی که سدیم به بیش از 500 ppm برسد، فرآیند معدوم‌سازی محلول و جایگزینی آن توصیه می‌شود..

5-8. ذرات معلق (Suspended Solids)

یکی از مهم‌ترین فاکتورها در کنترل کیفیت محلول لیتیوم بروماید هستند و وجود بیش‌ازحد آن‌ها باعث انسداد در مسیرهای محلول و کاهش راندمان انتقال حرارت می‌شود.

  • افزایش ذرات معلق در محلول لیتیوم بروماید معمولاً نشان‌دهنده خوردگی داخلی، زنگ‌زدگی قطعات، ورود آلودگی خارجی یا تشکیل رسوبات در سیستم است. این مشکل می‌تواند باعث گرفتگی مسیرهای محلول، کاهش راندمان انتقال حرارت و حتی انسداد نازل‌های پاشش شود.
    • راه‌حل:
      • ابتدا باید منبع آلودگی شناسایی شود؛ در صورت وجود خوردگی، سطح فلزات داخلی بررسی و در صورت نیاز پوشش‌دهی شود.
      • عملیات فیلتراسیون دقیق برای حذف ذرات معلق انجام گیرد. در برخی موارد، شست‌وشوی شیمیایی با محلول‌های مناسب نیز توصیه می‌شود

5-9. آنتی فوم (ضد کف) در محلول جاذب چیلرهای جذبی

یکی از مشکلاتی که می‌تواند عملکرد چیلر جذبی را تحت تأثیر قرار دهد، تشکیل کف (Foaming) در محلول لیتیوم برماید است. کف در محلول جاذب می‌تواند باعث اختلال در انتقال حرارت، کاهش نرخ جذب بخار مبرد و حتی اختلال در عملکرد صحیح پمپ ها و در نتیجه کاهش بازده کلی سیستم شود.

علل ایجاد کف در محلول جاذب

  1. وجود ناخالصی‌ها: آلاینده‌هایی مانند روغن، ترکیبات آلی و مواد معلق می‌توانند باعث ایجاد کف در محلول جاذب شوند.
  2. افزایش بیش از حد آلکالینتی: درصورتی‌که مقدار آلکالینتی از محدوده استاندارد فراتر برود، می‌تواند منجر به ناپایداری سطح محلول و ایجاد کف شود.
  3. کاهش فشار داخلی چیلر: در شرایطی که فشار داخل دستگاه به‌طور ناگهانی کاهش یابد، احتمال تشکیل کف افزایش پیدا می‌کند.
  • راهکار جلوگیری از ایجاد کف

برای جلوگیری از تشکیل کف و حفظ عملکرد بهینه چیلرهای جذبی، از مواد ضد کف (Antifoam) مانند الکل اکتیل (Octyl Alcohol)  استفاده می‌شود. این ماده با کاهش کشش سطحی محلول، از تشکیل حباب‌های هوا و کف جلوگیری کرده و عملکرد جذب را بهبود می‌بخشد.

5-10. اینهیبیتورها (کرومات، مولیبدات و نیترات)

  • کاهش مقدار اینهیبیتورها در محلول لیتیوم بروماید:

می‌تواند منجر به افزایش نرخ خوردگی در اجزای داخلی چیلر جذبی شود. اینهیبیتورها نقش کلیدی در محافظت از سطوح فلزی، به‌ویژه مس و فولاد، در برابر واکنش‌های اکسیداسیونی دارند. کاهش آن‌ها می‌تواند باعث تشکیل زنگ‌زدگی، سوراخ‌شدگی در تیوب‌ها و افزایش غلظت یون‌های فلزی (مانند آهن و مس) در محلول شود که نشانه تخریب تدریجی سیستم است.

  • راه حل:
  • برای رفع این مشکل، ابتدا باید میزان دقیق اینهیبیتورها از طریق آزمایش شیمیایی تعیین شود. سپس، بسته به نوع اینهیبیتور، مقدار لازم از ترکیب مناسب به محلول اضافه گردد تا به محدوده استاندارد بازگردد.
  • در کنار آن، بررسی منبع کاهش اینهیبیتورها، مانند ورود اکسیژن اضافی به سیستم یا نشتی‌های احتمالی، ضروری است تا از تکرار این مشکل جلوگیری شود.

جمع‌بندی

✅ محلول جاذب بخش حیاتی عملکرد چیلر جذبی است و باید ترکیب شیمیایی آن در محدوده استاندارد حفظ شود.
✅ بزرگ‌ترین مشکلات عملیاتی چیلر جذبی شامل کریستال شدن، خوردگی، افزایش ذرات معلق و اختلال در جذب مبرد است که همگی ناشی از تغییرات نامطلوب در ترکیب محلول هستند.
✅ بهترین راهکارهای نگهداری از محلول جاذب:

  • آزمایش‌های دوره‌ای و کنترل کیفیت محلول
  • افزودن مواد شیمیایی لازم برای تنظیم پارامترها
  • بررسی نشتی‌ها و جلوگیری از ورود آلاینده‌ها به سیستم
  • تعویض کامل محلول در شرایط بحرانی (مثل ورود سدیم بیش از حد مجاز)

شرکت فنی مهندسی گروه کنترل پویا فعالیت خود را از سال 1386 در زمینه های طراحی، مهندسی، تهیه کالا و اجرای پروژه های تاسیساتی، برقی، کنترل و ابزار دقیق، در صنایع مختلف آغاز نموده است. این گروه تلاش می نماید خدمات خود را در عرصه های مختلف با بکارگیری افراد با تجربه، متخصص، کارآمد، با اتکا بر اصول و مهارت های کار گروهی و بر مبنای استانداردهای کاری، با بالاترین کیفیت ارائه دهد.

خدمات ما

اطلاعات تماس

  • 02177930171
  • 09123972874
  • 09123972874
  • info@controlpooya.ir
  • سی متری نارمک، پایین تر از چهارراه تلفنخانه، کوچه شهید یگانه، پلاک 40 واحد 2
شبکه های مجازی

تمامی حقوق این وب سایت متعلق به شرکت کنترل پویا تبرید می باشد.