一、概述：
　　自60年代以來(lái)，利用強(qiáng)磁、電子、靜電等物理方法來(lái)防止工業(yè)循環(huán)冷卻水中的結(jié)垢及緩蝕工藝是否有效，一直為國(guó)內(nèi)外水處理專家們所關(guān)注、討論及研究的課題。中國(guó)石化總公司1991年召開(kāi)的第二屆（茂名會(huì)議）水處理年會(huì)上，也曾將這方面的自理技術(shù)作為一個(gè)專題進(jìn)行了深入討論。最近就加拿大York Energy Conservation專利產(chǎn)品ION－STICK離子棒處理器在工業(yè)用水處理中有關(guān)防垢等方面功能進(jìn)行了試驗(yàn)與應(yīng)用。試驗(yàn)方法系按照中國(guó)石化總公司有關(guān)規(guī)則進(jìn)行，并在此基礎(chǔ)上選擇了幾家工廠進(jìn)行工業(yè)冷卻水系統(tǒng)上的應(yīng)用，從實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用的結(jié)果上看，均證實(shí)了該設(shè)備對(duì)工業(yè)水處理領(lǐng)域或謂開(kāi)辟了一個(gè)新途徑，增加了一個(gè)新的更簡(jiǎn)便易行的處理技術(shù)。

　　三、試用情況：
　　由于具體生產(chǎn)及客觀等條件限制，對(duì)空壓機(jī)冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)變化采取監(jiān)測(cè)，跟蹤分析。而對(duì)氨冷卻水系統(tǒng)則從生產(chǎn)角度進(jìn)行實(shí)際觀察，分析統(tǒng)計(jì)。
　　1、空壓機(jī)系統(tǒng)試用情況：
　　試用于1994年9月1日開(kāi)始，到1995年1月7日告一段落，其中分二個(gè)階段進(jìn)行試驗(yàn)。
　�、�.從9月1日到11月30日為第一階段，期間共取水樣34次共136個(gè)分析項(xiàng)目，相關(guān)分析項(xiàng)目共436個(gè)。

 

水樣分析結(jié)果見(jiàn)表五 

統(tǒng)計(jì)口徑	工業(yè)水（毫克/升）		冷卻水（毫克/升）
	濁度	鈣硬	濁度	鈣硬
34次分析全部平均值	3.20	153.3	5.10	153.6
16次同步取樣分析平均值	2.86	164.5	3.20	166.3

 

　a、按同步取樣分析結(jié)果對(duì)比，其平均鈣硬上升1.1%（各次結(jié)果均屬平衡或稍上升）。這足以證明冷卻水出入冷卻器時(shí)，雖因換熱增加水溫，但鈣硬并沒(méi)有因此而產(chǎn)生CaCO3或CaSO4類沉積或結(jié)垢現(xiàn)象發(fā)生。

　　b、為證實(shí)此類統(tǒng)計(jì)的對(duì)比可靠性，取同期（11月7-22日）該廠使用化學(xué)處理的PVA裝置8000m3/h循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表六。

 

	工業(yè)水（毫克/升）			冷卻水（毫克/升）			計(jì)算濃縮倍數(shù)
統(tǒng)計(jì)口徑	氯 離 子	鈣硬 （以CaCO3計(jì)）	電導(dǎo)us/cm	氯 離 子	鈣硬 （以CaCO3計(jì)）	電導(dǎo)us/cm	氯 離 子	鈣硬 （以CaCO3計(jì)）	電導(dǎo)us/cm	平均值
94.11.7-11.22平均值	166.1	148.4	1089.1	506.8	359.1	2257.2	3.05	2.42	2.35	2.61

 

 

    循環(huán)冷卻水的濃縮倍數(shù)是按中國(guó)石化系統(tǒng)目前通用的統(tǒng)計(jì)的方法，由氯、鈣、電導(dǎo)三項(xiàng)加權(quán)平均值為計(jì)算濃縮倍數(shù)。按計(jì)算其循環(huán)水中鈣硬應(yīng)在387.3毫克/升，而分析結(jié)果卻只有359.1毫克/升，下降7.3%，說(shuō)明由于循環(huán)冷卻水進(jìn)出水冷器系統(tǒng)時(shí)，由于換熱等因素，水溫上升，造成少量的鈣硬可能產(chǎn)生CaCO3或CaSO4類沉積，或在系統(tǒng)管網(wǎng)上產(chǎn)生結(jié)垢等現(xiàn)象。

　　因從PVA裝置水冷器的實(shí)際檢查中，發(fā)現(xiàn)個(gè)別水冷器由于工作條件差（流速低，水溫偏高）等因素，確有輕度結(jié)垢現(xiàn)象產(chǎn)生。

　　②.從94年11月30日到95年1月7日為第二階段，這期間是在上述同等條件下，停止使用ION－STICK離子棒水處理器，以觀察該空壓機(jī)在無(wú)任何水處理措施的條件下，其直流冷卻水的變化狀態(tài)見(jiàn)表七。

項(xiàng)目	鈣硬以CaCO3計(jì)（毫克/升）	氯離子（毫克/升）
進(jìn)口工業(yè)水質(zhì)分析平均值	161.3	185.5
出口工業(yè)水質(zhì)分析平均值	152.8	186.8

 

　a、從水質(zhì)分析結(jié)果明顯得知其氯離子平均值基本沒(méi)變化，而鈣硬卻己下降5.3%。這可充分說(shuō)明空壓機(jī)冷卻水系統(tǒng)當(dāng)進(jìn)入水冷器換熱后，確因升溫而促使水中的鈣硬產(chǎn)生CaCO3或CaSO4類沉積物或結(jié)垢。

　　b、為考察同期水質(zhì)變化，再次同時(shí)對(duì)該廠PVA裝置8000m3/h化學(xué)處理循環(huán)冷卻水分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比（94.12.11-23日）見(jiàn)表八。

項(xiàng)目	鈣硬以CaCO3計(jì)（毫克/升）	電導(dǎo)us/cm	氯離子（毫克/升）	平均
工業(yè)水質(zhì)分析平均值	169.2	1124.8	197.6
循環(huán)冷卻水分析平均值	392.9	2432.1	564.5
計(jì)算濃縮倍數(shù)	2.32	2.16	2.86	2.45

　　按平均濃縮倍數(shù)計(jì)算，鈣硬應(yīng)在414.5毫克/升，而實(shí)際分析結(jié)果只有392.9毫克/升，少5.3%，這與上述表八統(tǒng)計(jì)是符合的，仍有輕度結(jié)垢發(fā)生。

　�、�.為進(jìn)一步證實(shí)此統(tǒng)計(jì)的可信度，我們又將94年4月份曾對(duì)ION－STICK離子棒水處理器按中國(guó)石化水處理辦法所規(guī)定的辦法進(jìn)行的一次動(dòng)態(tài)模擬評(píng)估試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，按上述方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同時(shí)證實(shí)上述的診斷。因那次試驗(yàn)共進(jìn)行三輪，第三輪為動(dòng)態(tài)循環(huán)冷卻水試驗(yàn)，現(xiàn)將試驗(yàn)中的水質(zhì)分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表九。

 

項(xiàng)目	鈣硬以CaCO3計(jì)（毫克/升）	電導(dǎo)us/cm	氯離子（毫克/升）	平均
補(bǔ)充水分析平均值	113.8	704.0	119.0
循環(huán)水分析平均值	224.8	1939.8	393.0
計(jì)算濃縮倍數(shù)	1.98	2.76	3.3.	2.68

 

 

a、在動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)的設(shè)計(jì)條件是較苛刻的，帶有一定的強(qiáng)化性。目的是在短期內(nèi)考核某一水處理技術(shù)的相對(duì)效果，按中國(guó)石化（90）生機(jī)字第4號(hào)和發(fā)規(guī)計(jì)字第6號(hào)文中的有關(guān)動(dòng)態(tài)模擬結(jié)果評(píng)定條件中規(guī)定當(dāng)其結(jié)垢率在15-20M.C.M.（毫克/cm2/月）時(shí)，屬允許范圍。即水處理結(jié)果是允許有一定范圍的結(jié)垢率的。

　　b、該試驗(yàn)結(jié)果，按平均濃縮倍數(shù)計(jì)算，循環(huán)水中鈣硬應(yīng)是305毫克/升，而實(shí)際只有224.8毫克/升，少26.3%，表明有相當(dāng)量的結(jié)垢產(chǎn)生。

　　c、對(duì)動(dòng)態(tài)模擬裝置中的碳鋼客實(shí)測(cè)結(jié)果，其結(jié)垢率平均為20M.C.M.。

　　d、在第三輪動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)開(kāi)始前，曾做過(guò)二輪定性強(qiáng)化趨向判斷性試驗(yàn)見(jiàn)表十。
 

 

項(xiàng)目	試驗(yàn)時(shí)間 （小時(shí)）	結(jié)垢率 （M.C.M.）	條例
未使用離子棒試驗(yàn)趨勢(shì)結(jié)果	89	1130	1.加熱蒸氣150-155溫度℃ 2.出水溫度50-63℃ 3.流速0.5M/S左右 4.補(bǔ)充水中再加入CaCL2及NaHCO3，以提高其補(bǔ)充水的硬度與磁性，促成快速結(jié)垢，以便短霎時(shí)間內(nèi)對(duì)比相應(yīng)處理效果

 

 

從上述試驗(yàn)結(jié)果可以明確當(dāng)使用或不使用ION－STICK離子棒水處理器時(shí)，在同等條件下，結(jié)垢率有大幅度下降，從1130M.C.M.降至659M.C.M.，足以證明ION－STICK離子棒水處理器的良好阻垢功能。

　�、�.從PVA分廠空壓機(jī)的缸套及缸套板的檢查中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)谝淮卧囉们�，打開(kāi)缸蓋時(shí)，缸蓋內(nèi)水呈黑色且有異味，蓋板上有深灰色及暗棕紅色的垢及腐蝕產(chǎn)物。（當(dāng)時(shí)是使用化學(xué)處理的循環(huán)水）。經(jīng)第一階段試用ION－STICK離子棒水處理器后，缸蓋內(nèi)水呈清且無(wú)異味，蓋板的深灰色垢沒(méi)有了，但棕紅色腐蝕物仍有。

　　2、天原化工廠氨冷凍循環(huán)冷卻水系統(tǒng)情況

　　天原化工廠是建于1929年的我國(guó)第一家氨堿工廠，其設(shè)備己陳舊老化，氨冷凍循環(huán)水系統(tǒng)過(guò)去沒(méi)有不處理設(shè)施，系統(tǒng)結(jié)垢嚴(yán)重。

　　該廠于1994年9月進(jìn)行大修時(shí)，曾對(duì)其系統(tǒng)進(jìn)行檢查，其敞開(kāi)式水冷器管端口（Φ38）結(jié)垢嚴(yán)重，垢厚在2-3毫米。據(jù)介紹，由于結(jié)垢嚴(yán)重，冷卻盤(pán)管及中間冷卻器幾乎每月均得進(jìn)行清除垢或更新才能維持生產(chǎn)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)案例及電耗增加。氨冷凍系統(tǒng)共有二組的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，共約900m3/h循環(huán)水量，于9月份大修后，安裝二臺(tái)ION－STICK離子棒水處理器，經(jīng)約五個(gè)月的運(yùn)行，廠主管部門(mén)發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)過(guò)去的嚴(yán)重結(jié)垢、堵塞等現(xiàn)象己不再發(fā)生，大修后運(yùn)行十分正常，即不需要清除垢，更沒(méi)有更換設(shè)備。

　　據(jù)天原化工廠技術(shù)能源科的統(tǒng)計(jì)，由于解決了長(zhǎng)期的結(jié)垢問(wèn)題，給工廠帶來(lái)了相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)效益，單電耗及水量的減少，年平均可節(jié)約50多萬(wàn)元人民幣，深受廠領(lǐng)導(dǎo)及操作工人們的歡迎。
 

　　四、幾點(diǎn)意見(jiàn)：
　　1、綜上述二家工廠在不同情況的循環(huán)（直流）冷卻水系統(tǒng)中應(yīng)用，均說(shuō)明ION－STICK離子棒水處理器在水處理中的良好阻垢作用。
　　天原化工廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)更為明顯，其原因是ION－STICK離子棒水處理器安裝在系統(tǒng)中，它與水的接觸時(shí)間長(zhǎng)，效果就更好。
　　2、PVA分廠在試用過(guò)程中，對(duì)水質(zhì)變化了系統(tǒng)的分析對(duì)比統(tǒng)計(jì)，可以說(shuō)明ION－STICK離子棒水處理器在水處理過(guò)程中確是利用高壓靜電的作用將水中的鈣鎂離子被水偶分子所包圍而距離管壁上阻止了結(jié)垢現(xiàn)象產(chǎn)生。
　　3、從動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)及二家工廠應(yīng)用，均證實(shí)ION－STICK離子棒水處理器在循環(huán)水處理中確有阻垢、緩蝕及減少生物粘泥等功效。建議在循環(huán)冷卻水中推廣應(yīng)用。

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