一、概述：
　　自60年代以來，利用強磁、電子、靜電等物理方法來防止工業循環冷卻水中的結垢及緩蝕工藝是否有效，一直為國內外水處理專家們所關注、討論及研究的課題。中國石化總公司1991年召開的第二屆（茂名會議）水處理年會上，也曾將這方面的自理技術作為一個專題進行了深入討論。最近就加拿大York Energy Conservation專利產品ION－STICK離子棒處理器在工業用水處理中有關防垢等方面功能進行了試驗與應用。試驗方法系按照中國石化總公司有關規則進行，并在此基礎上選擇了幾家工廠進行工業冷卻水系統上的應用，從實驗及應用的結果上看，均證實了該設備對工業水處理領域或謂開辟了一個新途徑，增加了一個新的更簡便易行的處理技術。

　　三、試用情況：
　　由于具體生產及客觀等條件限制，對空壓機冷卻水系統的水質變化采取監測，跟蹤分析。而對氨冷卻水系統則從生產角度進行實際觀察，分析統計。
　　1、空壓機系統試用情況：
　　試用于1994年9月1日開始，到1995年1月7日告一段落，其中分二個階段進行試驗。
　　①.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個分析項目，相關分析項目共436個。

 

水樣分析結果見表五 

統計口徑	工業水（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、按同步取樣分析結果對比，其平均鈣硬上升1.1%（各次結果均屬平衡或稍上升）。這足以證明冷卻水出入冷卻器時，雖因換熱增加水溫，但鈣硬并沒有因此而產生CaCO3或CaSO4類沉積或結垢現象發生。

　　b、為證實此類統計的對比可靠性，取同期（11月7-22日）該廠使用化學處理的PVA裝置8000m3/h循環水系統水質分析結果統計見表六。

 

	工業水（毫克/升）			冷卻水（毫克/升）			計算濃縮倍數
統計口徑	氯 離 子	鈣硬 （以CaCO3計）	電導us/cm	氯 離 子	鈣硬 （以CaCO3計）	電導us/cm	氯 離 子	鈣硬 （以CaCO3計）	電導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

 

 

    循環冷卻水的濃縮倍數是按中國石化系統目前通用的統計的方法，由氯、鈣、電導三項加權平均值為計算濃縮倍數。按計算其循環水中鈣硬應在387.3毫克/升，而分析結果卻只有359.1毫克/升，下降7.3%，說明由于循環冷卻水進出水冷器系統時，由于換熱等因素，水溫上升，造成少量的鈣硬可能產生CaCO3或CaSO4類沉積，或在系統管網上產生結垢等現象。

　　因從PVA裝置水冷器的實際檢查中，發現個別水冷器由于工作條件差（流速低，水溫偏高）等因素，確有輕度結垢現象產生。

　　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，以觀察該空壓機在無任何水處理措施的條件下，其直流冷卻水的變化狀態見表七。

項目	鈣硬以CaCO3計（毫克/升）	氯離子（毫克/升）
進口工業水質分析平均值	161.3	185.5
出口工業水質分析平均值	152.8	186.8

 

　a、從水質分析結果明顯得知其氯離子平均值基本沒變化，而鈣硬卻己下降5.3%。這可充分說明空壓機冷卻水系統當進入水冷器換熱后，確因升溫而促使水中的鈣硬產生CaCO3或CaSO4類沉積物或結垢。

　　b、為考察同期水質變化，再次同時對該廠PVA裝置8000m3/h化學處理循環冷卻水分析結果進行統計對比（94.12.11-23日）見表八。

項目	鈣硬以CaCO3計（毫克/升）	電導us/cm	氯離子（毫克/升）	平均
工業水質分析平均值	169.2	1124.8	197.6
循環冷卻水分析平均值	392.9	2432.1	564.5
計算濃縮倍數	2.32	2.16	2.86	2.45

　　按平均濃縮倍數計算，鈣硬應在414.5毫克/升，而實際分析結果只有392.9毫克/升，少5.3%，這與上述表八統計是符合的，仍有輕度結垢發生。

　　③.為進一步證實此統計的可信度，我們又將94年4月份曾對ION－STICK離子棒水處理器按中國石化水處理辦法所規定的辦法進行的一次動態模擬評估試驗的數據，按上述方法進行統計，同時證實上述的診斷。因那次試驗共進行三輪，第三輪為動態循環冷卻水試驗，現將試驗中的水質分析結果統計見表九。

 

項目	鈣硬以CaCO3計（毫克/升）	電導us/cm	氯離子（毫克/升）	平均
補充水分析平均值	113.8	704.0	119.0
循環水分析平均值	224.8	1939.8	393.0
計算濃縮倍數	1.98	2.76	3.3.	2.68

 

 

a、在動態模擬試驗的設計條件是較苛刻的，帶有一定的強化性。目的是在短期內考核某一水處理技術的相對效果，按中國石化（90）生機字第4號和發規計字第6號文中的有關動態模擬結果評定條件中規定當其結垢率在15-20M.C.M.（毫克/cm2/月）時，屬允許范圍。即水處理結果是允許有一定范圍的結垢率的。

　　b、該試驗結果，按平均濃縮倍數計算，循環水中鈣硬應是305毫克/升，而實際只有224.8毫克/升，少26.3%，表明有相當量的結垢產生。

　　c、對動態模擬裝置中的碳鋼客實測結果，其結垢率平均為20M.C.M.。

　　d、在第三輪動態模擬試驗開始前，曾做過二輪定性強化趨向判斷性試驗見表十。
 

 

項目	試驗時間 （小時）	結垢率 （M.C.M.）	條例
未使用離子棒試驗趨勢結果	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.補充水中再加入CaCL2及NaHCO3，以提高其補充水的硬度與磁性，促成快速結垢，以便短霎時間內對比相應處理效果

 

 

從上述試驗結果可以明確當使用或不使用ION－STICK離子棒水處理器時，在同等條件下，結垢率有大幅度下降，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。

　　④.從PVA分廠空壓機的缸套及缸套板的檢查中發現，當第一次試用前，打開缸蓋時，缸蓋內水呈黑色且有異味，蓋板上有深灰色及暗棕紅色的垢及腐蝕產物。（當時是使用化學處理的循環水）。經第一階段試用ION－STICK離子棒水處理器后，缸蓋內水呈清且無異味，蓋板的深灰色垢沒有了，但棕紅色腐蝕物仍有。

　　2、天原化工廠氨冷凍循環冷卻水系統情況

　　天原化工廠是建于1929年的我國第一家氨堿工廠，其設備己陳舊老化，氨冷凍循環水系統過去沒有不處理設施，系統結垢嚴重。

　　該廠于1994年9月進行大修時，曾對其系統進行檢查，其敞開式水冷器管端口（Φ38）結垢嚴重，垢厚在2-3毫米。據介紹，由于結垢嚴重，冷卻盤管及中間冷卻器幾乎每月均得進行清除垢或更新才能維持生產，嚴重影響生產案例及電耗增加。氨冷凍系統共有二組的循環冷卻水系統，共約900m3/h循環水量，于9月份大修后，安裝二臺ION－STICK離子棒水處理器，經約五個月的運行，廠主管部門發現該系統過去的嚴重結垢、堵塞等現象己不再發生，大修后運行十分正常，即不需要清除垢，更沒有更換設備。

　　據天原化工廠技術能源科的統計，由于解決了長期的結垢問題，給工廠帶來了相當大的經濟效益，單電耗及水量的減少，年平均可節約50多萬元人民幣，深受廠領導及操作工人們的歡迎。
 

　　四、幾點意見：
　　1、綜上述二家工廠在不同情況的循環（直流）冷卻水系統中應用，均說明ION－STICK離子棒水處理器在水處理中的良好阻垢作用。
　　天原化工廠循環冷卻水系統更為明顯，其原因是ION－STICK離子棒水處理器安裝在系統中，它與水的接觸時間長，效果就更好。
　　2、PVA分廠在試用過程中，對水質變化了系統的分析對比統計，可以說明ION－STICK離子棒水處理器在水處理過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垢現象產生。
　　3、從動態模擬試驗及二家工廠應用，均證實ION－STICK離子棒水處理器在循環水處理中確有阻垢、緩蝕及減少生物粘泥等功效。建議在循環冷卻水中推廣應用。

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