سختیگیر دیگ بخار (بویلر) یکی از تجهیزات حیاتی در سیستمهای گرمایشی و تولید بخار است که برای حذف یا کاهش سختی آب (یونهای کلسیم و منیزیم) استفاده میشود تا از تشکیل رسوبات و خوردگی در دیگ بخار جلوگیری کند. سختیگیرها معمولاً در دو نوع اصلی رزینی (تبادل یونی) و مغناطیسی ساخته میشوند، اما سختیگیرهای رزینی رایجتر هستند. در ادامه، اجزای اصلی یک سختیگیر رزینی دیگ بخار و توضیحات کامل درباره هر کدام ارائه میشود:
اجزای اصلی سختیگیر دیگ بخار:
- مخزن سختیگیر (Resin Tank):
- جنس و ساختار: معمولاً از فولاد ضدزنگ، فایبرگلاس یا مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته میشود. این مخزن محل قرارگیری رزینهای تبادل یونی است.
- وظیفه: مخزن اصلی جایی است که آب سخت وارد شده و با رزینهای تبادل یونی تماس پیدا میکند تا یونهای کلسیم و منیزیم با یونهای سدیم (یا هیدروژن در برخی موارد) جایگزین شوند.
- ویژگیها: باید تحمل فشار بالا و مقاومت در برابر مواد شیمیایی را داشته باشد. ظرفیت مخزن بسته به حجم آب مورد نیاز و سختی آب متفاوت است.
- رزینهای تبادل یونی (Ion Exchange Resin):
- نوع: رزینهای کاتیونی قوی (Strong Acid Cation - SAC) معمولاً برای سختیگیری آب دیگ بخار استفاده میشوند.
- وظیفه: این رزینها یونهای کلسیم (Ca²⁺) و منیزیم (Mg²⁺) را جذب کرده و به جای آنها یونهای سدیم (Na⁺) آزاد میکنند. این فرآیند باعث کاهش سختی آب میشود.
- ویژگیها: رزینها باید به طور دورهای با محلول نمک (معمولاً کلرید سدیم) احیا شوند تا دوباره قابلیت تبادل یونی پیدا کنند.
- مخزن نمک (Brine Tank):
- جنس: معمولاً از پلیاتیلن یا مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته میشود.
- وظیفه: این مخزن حاوی محلول آب و نمک (محلول اشباع کلرید سدیم) است که برای احیای رزینها در فرآیند بکواش (Backwash) یا بازسازی استفاده میشود.
- ویژگیها: دارای شیر شناور (Float Valve) است که سطح محلول نمک را کنترل میکند تا از سرریز شدن جلوگیری شود.
- سیستم کنترل (Control Valve):
- نوع: شیر کنترلی میتواند دستی، نیمهاتوماتیک یا تماماتوماتیک باشد. در سیستمهای مدرن، شیرهای اتوماتیک با تایمر یا حسگرهای سختی آب مجهز هستند.
- وظیفه: کنترل جریان آب ورودی، خروجی، و فرآیند احیا (شستشوی رزینها و تزریق محلول نمک) را بر عهده دارد.
- ویژگیها: شیرهای اتوماتیک مجهز به نمایشگرهای دیجیتال برای تنظیم زمانبندی احیا و نظارت بر عملکرد هستند.
- لولهکشی و اتصالات (Piping and Fittings):
- جنس: معمولاً از PVC، فولاد ضدزنگ یا مس برای مقاومت در برابر خوردگی استفاده میشود.
- وظیفه: انتقال آب سخت به داخل سختیگیر، خروج آب نرمشده و هدایت محلول نمک در فرآیند احیا.
- ویژگیها: باید در برابر فشار و دمای آب مقاومت کافی داشته باشند و از نشتی جلوگیری کنند.
- لایههای فیلتراسیون (Filter Media):
- نوع: در برخی سختیگیرها، علاوه بر رزین، لایههای شن (Sand) یا آنتراسیت برای فیلتراسیون اولیه ذرات معلق استفاده میشود.
- وظیفه: حذف ذرات درشت و ناخالصیهای فیزیکی قبل از ورود آب به رزینها.
- ویژگیها: این لایهها به بهبود کیفیت آب و افزایش عمر رزینها کمک میکنند.
- سیستم تخلیه (Drain System):
- وظیفه: خروج آب حاصل از شستشوی رزینها (بکواش) و محلول نمک مصرفشده در فرآیند احیا.
- ویژگیها: باید به سیستم فاضلاب متصل باشد و از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته شود.
فرآیند عملکرد سختیگیر:
- مرحله سرویس (Service): آب سخت وارد مخزن رزین شده و یونهای کلسیم و منیزیم با سدیم جایگزین میشوند.
- مرحله بکواش (Backwash): آب با فشار بالا از پایین مخزن وارد میشود تا ذرات معلق و آلودگیهای رزین شسته شوند.
- مرحله احیا (Regeneration): محلول نمک از مخزن نمک به رزینها تزریق میشود تا رزینها دوباره با یونهای سدیم شارژ شوند.
- مرحله شستشو (Rinse): آب تمیز از رزینها عبور میکند تا باقیمانده محلول نمک حذف شود.
خرید سختی گیر
نکات تکمیلی:
- اهمیت سختیگیر در دیگ بخار: سختی آب باعث تشکیل رسوبات (Scale) در دیگ بخار میشود که راندمان حرارتی را کاهش داده و به قطعات آسیب میرساند. سختیگیر این مشکل را برطرف میکند.
- نگهداری: رزینها باید هر چند سال یکبار (بسته به کیفیت و میزان استفاده) تعویض شوند. همچنین، مخزن نمک باید به طور منظم پر شود.
- انتخاب سختیگیر: ظرفیت سختیگیر (بر حسب لیتر یا گالن) باید با توجه به میزان مصرف آب و سختی آب منطقه انتخاب شود.
- انواع دیگر سختیگیرها: سختیگیرهای مغناطیسی یا الکترونیکی نیز وجود دارند که بدون رزین عمل میکنند، اما برای دیگهای بخار صنعتی معمولاً سختیگیرهای رزینی توصیه میشوند.