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
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
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。
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。
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。
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。