使用PVDF管道降低微生物活性

蒸发式冷却塔系统普遍存在于许多行业，包括炼油厂，化工制造，金属加工，橡胶加工，玻璃制造和纺织制造。冷却塔是一种热交换器，它通过使水与空气接触来降低水的温度，以促进蒸发和高效散热。冷却塔是向大气开放的，经常暴露在阳光下，因此它们必须承受紫外线辐射和其他环境因素，包括微生物活动，这些因素会对塔的组件产生不利影响。使用聚偏氟乙烯(PVDF)可以帮助抵抗阳光。

微生物

冷却塔的位置，相对于潜在的污染源，可以促进整个系统的微生物活性。石油、工艺污染和污染水的磷酸盐都是微生物赖以生存的重要营养物质。

为了保持高效的传热和最小化腐蚀电位，控制微生物活动是至关重要的。基本的控制策略最常用的是所谓的氧化生物杀菌剂，如次氯酸钠，“稳定”溴，二氧化氯和其他一些。

细菌将在冷却塔的水中繁殖，自由循环的浮游生物的数量只是表面细菌的一小部分，无固着生物。无梗生物分泌一种细胞外聚合物，将细菌细胞连接在一起，形成一层弹性薄膜或涂层，即黏液。黏液陷阱颗粒中既有活的细菌，也有死的细菌，并可以生长成一个复杂的群落，称为生物膜。生物膜对传热有绝缘作用，并堵塞管道降低流速。

生物膜

如果任由其不受控制地生长，生物膜将支持大量产生代谢副产物和各种启动和驱动腐蚀的酶的生物。生物膜还可以防止缓蚀剂和氧气到达母材金属，克服所谓的微生物影响腐蚀(MIC)。它们可以攻击整个水密封系统。

除了细菌产生黏液外，藻类等其他生长物质也会造成额外的问题，比如堵塞系统内的孔口。活的和死的生物物质和藻类为广泛的微生物如真菌、霉菌和原生动物提供额外的营养。它们增加了军团菌等病原生物的风险。将细菌控制在一定水平以下将维持冷却塔的预期运行，并保持一个总体健康的环境。

治疗和PVDF

降低微生物活性的有效方法是使用次氯酸钠。然而，次氯酸钠饲料系统由于氯成分对许多常见的流体处理系统具有腐蚀性而面临挑战。彼得斯表参考了塑料和金属管道在水处理化学物质的压力下的耐化学性，这些化学物质用于处理微生物活性(1)。因此，Red Kynar PVDF可以作为次氯酸钠给水系统的结构材料，有各种各样的流体处理组件可用。图1显示了不同类型的Red Kynar PVDF球阀的示例。

图1:Red Kynar PVDF球阀可提供各种类型和通径。(从右到左，气动，手动和电动)提供:Plast-O-Matic Valves, Inc。

给水系统

30多年来，AmeriChem Systems, Inc. (ASI)一直生产耐腐蚀定制制造系统，这些系统是根据客户的需求单独设计的。他们在制造工业设备方面的经验为客户提供所有制造领域的成本效益解决方案。

ASI生产的次氯酸钠饲料系统，可抑制冷却塔中藻类和细菌的生长。ASI总裁Dan Wagner表示:“模块化化学饲料系统已成为我们客户和最终用户的首选。这些经过工程设计的打包系统可将现场安装时间缩短50%;并且简化了启动和调试活动，因为系统在制造工厂进行了全面的功能测试。”

红色Kynar PVDF结构

给料系统由Red Kynar PVDF结构的所有湿材料制成。对于管道，Red Kynar PVDF 700系列化合物含有少量的色素，对紫外线辐射不透明。Red Kynar PVDF在氯处理行业有多年的应用，如管道，配件，泵，罐和容器。

经过多年的使用，Kynar PVDF已被证明具有优异的耐阳光性。在涉及阳光和氯的组合应用中，在Kynar 700 PVDF中添加红色颜料，通过充当紫外线阻挡剂来保持所含化学物质的稳定，从而延长管道的寿命。如图2所示，该系统由AmeriChem Systems, Inc.设计，所有接触面均采用Red Kynar PVDF。

图2:用于进料次氯酸钠的附表80 Red Kynar PVDF管道系统示例。提供:Americhem Systems

使用Red Kynar PVDF 12.5%次氯酸钠进料系统的一个例子是由FDH JV (Fluor、大宇、现代合资企业)设计的，用于科威特一家化学设施的安装。设计师和最终用户与AmeriChem Systems Inc.签订了合同，就验证蒸发式冷却塔系统无微生物活性的最佳方法寻求建议。

在设计该系统时，为了长期免维护服务，ASI、FDH JV和设施业主决定使用Red Kynar PVDF Schedule 80管道组件，采用承插融合方法连接。材料的选择是基于Red Kynar PVDF优异的耐氯性能。对于这个一英寸管道系统，选择了承插式融合的连接方法，因为这种搭接连接提供了强大的无泄漏和支撑连接。

ASI在Red Kynar PVDF中拥有制造直径从半英寸(1/2”)到4英寸(4”)的化学管道输送系统的经验。选择由铁管尺寸(IPS)确定的附表80厚度，通过拥有比一般化学环境中使用的更厚的管壁，提供了额外的安全程度。图3显示了一个熔接到配件上的红色管道插座。

图3:Red Kynar PVDF Schedule 80管道和管件常用的插座融合连接方法。提供:Americhem Systems

次氯酸钠管道安装在炎热和阳光充足的中东环境中，已经无故障运行了6年，并将于2022年投入使用。阿科玛为Red Kynar PVDF提供了200F (93C)的等级，使用12.5%次氯酸钠。这为受高温波动影响的室外装置提供了良好的安全系数。

业主认为，通过使用Red Kynar PVDF而不是典型的金属系统，他们避免了额外的维护成本和意外停机时间。其他选择，如奇异金属，可能表现良好，但比Red Kynar PVDF制成的易于设计的聚合物系统成本要高得多。

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