楊叔杰(大慶宏偉慶化石油化工有限公司，氣分車間, 黑龍江 大慶 163411)

淺談煉油廠循環(huán)水場量子水技術(shù)應(yīng)用

楊叔杰(大慶宏偉慶化石油化工有限公司，氣分車間, 黑龍江 大慶 163411)

煉油廠循環(huán)水場應(yīng)用量子水技術(shù)能夠有效的防止和去除水垢，防止腐蝕，殺滅細(xì)菌，控制藻類的繁殖和黏膜的產(chǎn)生，具有安全、高效、節(jié)能、環(huán)保、安裝及維護(hù)簡便等特點。該技術(shù)不僅解決由于目前冷卻循環(huán)水采用的化學(xué)藥劑導(dǎo)致的污水排放問題，而且可以大量的減少污水排放，既節(jié)水又環(huán)保，為工業(yè)冷卻循環(huán)水的處理提供科學(xué)的解決方案。

量子水技術(shù)；特點；解決方案

1 工作原理

量子水技術(shù)是運用復(fù)合交變電流產(chǎn)生的波頻場技術(shù)與金屬納米離子技術(shù)來處理冷卻循環(huán)水，能夠有效的阻止和去除水垢、防止腐蝕、殺滅細(xì)菌、抑制藻類的繁殖和黏膜的產(chǎn)生。

設(shè)備結(jié)構(gòu)包括：波頻場發(fā)生器、波頻場能量交換器和殺菌抑藻控制器、殺菌抑藻處理器

2 水垢控制

量子水技術(shù)波頻場發(fā)生器通過智能模塊產(chǎn)生復(fù)合交變電流，由波頻場能量交換器發(fā)射到循環(huán)水中并形成波頻場，水在波頻場的作用下發(fā)生物理性能和結(jié)構(gòu)的變化。通常情況下，水中的水分子是由氫鍵締合成水分子團(tuán)的形式。在波頻場的作用下，水分子團(tuán)(鏈)增大，水分子的偶極子極性增強(qiáng)，從而增加了水對鹽的溶解度，偶極子的負(fù)極與水中的Ca2+、Mg2+等陽離子親和，偶極子的正極與水中的CO32-等陰離子親和。大量的偶極子分別包圍在Ca2+、Mg2+和CO32-周圍，使Ca2+、Mg2+和CO32-相互隔開，運動速度大大降低，碰撞結(jié)合的機(jī)率減小，有效阻止了CaCO3的形成，達(dá)到阻垢目的。

另外，經(jīng)過波頻場處理后，在較高能量狀態(tài)下，可改變CaCO3的結(jié)晶形成過程，使其生成松散泡沫狀的文石，抑制了致密的方解石硬垢生成，而粉末狀水垢會隨著水流帶走。

3 腐蝕控制

通常冷卻水系統(tǒng)碳鋼表面形成的腐蝕產(chǎn)物為Fe2O3，即鐵銹。它是一種松散的物質(zhì)，并不能在碳鋼表面形成保護(hù)層。Fe2O3的形成只需較小的能量。當(dāng)波頻場發(fā)生器產(chǎn)生的波頻場傳送給波頻場能量交換器時，水中的能量增強(qiáng)，水中的溶解氧在獲得一定能量情況下，和冷卻水系統(tǒng)的鋼材氧化產(chǎn)物會以黑色的磁鐵層(Fe3O4)形式存在；或者和冷卻水中的銅材會以紅色的氧化亞銅(Cu2O)的氧化物形式存在。這些Fe3O4和 Cu2O氧化物都比較穩(wěn)定、致密，從而可以有效的控制器材的進(jìn)一步腐蝕。

4 微生物控制

量子水技術(shù)波頻場發(fā)生器所發(fā)出的波頻場對殺菌抑藻系統(tǒng)起到協(xié)同效應(yīng)。波頻場對細(xì)菌進(jìn)行處理后，細(xì)菌的兩極將隨著電波而改變，細(xì)菌分裂受到抑制，只能朝兩端延伸，細(xì)菌的鞭毛變彎曲，大多數(shù)細(xì)菌將相互黏附在一起，類似電穿和電熔的過程，這些都使得細(xì)菌生長受到抑制并且對它們的新陳代謝過程進(jìn)行了有效控制。

殺菌抑藻控制器主要是通過微電解方式向水中釋放納米級的M+離子，由帶正電的M+離子和帶負(fù)電的細(xì)菌細(xì)胞相結(jié)合，M+離子穿透細(xì)胞壁與細(xì)胞內(nèi)特定部位的DNA及RNA相結(jié)合，破壞細(xì)菌細(xì)胞的蛋白酶和呼吸酶，造成細(xì)菌細(xì)胞的溶解和死亡，達(dá)到殺菌抑藻的功效。

5 與傳統(tǒng)加藥技術(shù)對比

與傳統(tǒng)加藥技術(shù)對比，該技術(shù)先進(jìn)成熟，處理后水質(zhì)達(dá)標(biāo)穩(wěn)定，達(dá)到防垢、除垢、有效控制腐蝕及控制微生物的目的，節(jié)能環(huán)保，運行費用較低，投資經(jīng)濟(jì)合理；自動化程度高，運行穩(wěn)定可靠，總平布置緊湊，節(jié)省占地空間，節(jié)省人力物力。

(1)直接經(jīng)濟(jì)效益

①量子水技術(shù)節(jié)省的藥劑費用。循環(huán)水系統(tǒng)總設(shè)計流量為4000m3/h，保有水量為2200m3，冷卻水進(jìn)出塔溫差Δt約為8℃，濃縮倍率目前化學(xué)處理的6倍，每年運行8000小時，每年藥劑費用為90萬元。使用量子水技術(shù)后可節(jié)省藥劑費：90萬元/年②量子水技術(shù)節(jié)省水費估算。循環(huán)水系統(tǒng)總設(shè)計流量為4000m3/h，保有水量為2200m3(估算)，冷卻水進(jìn)出塔溫差△t為8℃，補(bǔ)充水水費按5.76元/噸，濃縮倍率按該水質(zhì)目前化學(xué)藥劑處理的6倍，使用量子水技術(shù)后按8倍進(jìn)行估算，冷卻水水質(zhì)穩(wěn)定處理節(jié)水如下：

使用前的排污量=蒸發(fā)量/(濃縮倍數(shù)－1)

＝k·Δt·循環(huán)水量/(濃縮倍數(shù)－1)

= 0.0015×8×4000/(6-1)＝9.6m3/h

使用后的排污量= 0.0015×8×4000/(8-1)

＝6.8m3/h……(8倍)

即濃縮倍數(shù)為8倍時年節(jié)約用水 =(9.6-6.8)×8000

=22400m3

年節(jié)約水費 =22400m3×5.76元/ m3= 12.9萬元

?系統(tǒng)年節(jié)約水費：12.9萬元/年

?使用量子水技術(shù)后，每年能節(jié)省的總費用：

藥劑費+水費=90+12.9≈102.9萬元

(2)間接經(jīng)濟(jì)效益

①采用量子水技術(shù)處理，可延長清洗周期，并且簡化清洗方式，每年可以節(jié)省部分清洗費用。②提高設(shè)備的換熱效率，降低能耗、物耗：由于端差溫度控制效果理想，真空比就控制良好，單位能耗的下降更是一個可觀的數(shù)字：以方解石形式存在的碳酸鈣水垢通常粘附在熱交換器的表面，從而阻止了熱的傳導(dǎo)。根據(jù)美國聯(lián)邦能源局制定的污垢與能量損耗關(guān)系。換熱器每生成2mm的水垢，能耗多增加16%。采用量子水技術(shù)，可以確保不會在換熱器表面結(jié)成硬垢；而如果使用其他方式處理，很容易導(dǎo)致?lián)Q熱器管壁上有2mm的水垢或生物黏泥，一個500 RT的冷卻塔,因減少1.6 mm的硬垢，每年就可節(jié)省大約40,000元的能耗費用。并且熱交換不好，也會影響到需要冷卻的產(chǎn)品的質(zhì)量，造成更大的損失。③另外，采用量子水技術(shù)，能使冷凝器端差平均降低2度左右，可以顯著降低能耗。