杨叔杰(大庆宏伟庆化石油化工有限公司，气分车间, 黑龙江 大庆 163411)

浅谈炼油厂循环水场量子水技术应用

杨叔杰(大庆宏伟庆化石油化工有限公司，气分车间, 黑龙江 大庆 163411)

炼油厂循环水场应用量子水技术能够有效的防止和去除水垢，防止腐蚀，杀灭细菌，控制藻类的繁殖和黏膜的产生，具有安全、高效、节能、环保、安装及维护简便等特点。该技术不仅解决由于目前冷却循环水采用的化学药剂导致的污水排放问题，而且可以大量的减少污水排放，既节水又环保，为工业冷却循环水的处理提供科学的解决方案。

量子水技术；特点；解决方案

1 工作原理

量子水技术是运用复合交变电流产生的波频场技术与金属纳米离子技术来处理冷却循环水，能够有效的阻止和去除水垢、防止腐蚀、杀灭细菌、抑制藻类的繁殖和黏膜的产生。

设备结构包括：波频场发生器、波频场能量交换器和杀菌抑藻控制器、杀菌抑藻处理器

2 水垢控制

量子水技术波频场发生器通过智能模块产生复合交变电流，由波频场能量交换器发射到循环水中并形成波频场，水在波频场的作用下发生物理性能和结构的变化。通常情况下，水中的水分子是由氢键缔合成水分子团的形式。在波频场的作用下，水分子团(链)增大，水分子的偶极子极性增强，从而增加了水对盐的溶解度，偶极子的负极与水中的Ca2+、Mg2+等阳离子亲和，偶极子的正极与水中的CO32-等阴离子亲和。大量的偶极子分别包围在Ca2+、Mg2+和CO32-周围，使Ca2+、Mg2+和CO32-相互隔开，运动速度大大降低，碰撞结合的机率减小，有效阻止了CaCO3的形成，达到阻垢目的。

另外，经过波频场处理后，在较高能量状态下，可改变CaCO3的结晶形成过程，使其生成松散泡沫状的文石，抑制了致密的方解石硬垢生成，而粉末状水垢会随着水流带走。

3 腐蚀控制

通常冷却水系统碳钢表面形成的腐蚀产物为Fe2O3，即铁锈。它是一种松散的物质，并不能在碳钢表面形成保护层。Fe2O3的形成只需较小的能量。当波频场发生器产生的波频场传送给波频场能量交换器时，水中的能量增强，水中的溶解氧在获得一定能量情况下，和冷却水系统的钢材氧化产物会以黑色的磁铁层(Fe3O4)形式存在；或者和冷却水中的铜材会以红色的氧化亚铜(Cu2O)的氧化物形式存在。这些Fe3O4和 Cu2O氧化物都比较稳定、致密，从而可以有效的控制器材的进一步腐蚀。

4 微生物控制

量子水技术波频场发生器所发出的波频场对杀菌抑藻系统起到协同效应。波频场对细菌进行处理后，细菌的两极将随着电波而改变，细菌分裂受到抑制，只能朝两端延伸，细菌的鞭毛变弯曲，大多数细菌将相互黏附在一起，类似电穿和电熔的过程，这些都使得细菌生长受到抑制并且对它们的新陈代谢过程进行了有效控制。

杀菌抑藻控制器主要是通过微电解方式向水中释放纳米级的M+离子，由带正电的M+离子和带负电的细菌细胞相结合，M+离子穿透细胞壁与细胞内特定部位的DNA及RNA相结合，破坏细菌细胞的蛋白酶和呼吸酶，造成细菌细胞的溶解和死亡，达到杀菌抑藻的功效。

5 与传统加药技术对比

与传统加药技术对比，该技术先进成熟，处理后水质达标稳定，达到防垢、除垢、有效控制腐蚀及控制微生物的目的，节能环保，运行费用较低，投资经济合理；自动化程度高，运行稳定可靠，总平布置紧凑，节省占地空间，节省人力物力。

(1)直接经济效益

①量子水技术节省的药剂费用。循环水系统总设计流量为4000m3/h，保有水量为2200m3，冷却水进出塔温差Δt约为8℃，浓缩倍率目前化学处理的6倍，每年运行8000小时，每年药剂费用为90万元。使用量子水技术后可节省药剂费：90万元/年②量子水技术节省水费估算。循环水系统总设计流量为4000m3/h，保有水量为2200m3(估算)，冷却水进出塔温差△t为8℃，补充水水费按5.76元/吨，浓缩倍率按该水质目前化学药剂处理的6倍，使用量子水技术后按8倍进行估算，冷却水水质稳定处理节水如下：

使用前的排污量=蒸发量/(浓缩倍数－1)

＝k·Δt·循环水量/(浓缩倍数－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)

即浓缩倍数为8倍时年节约用水 =(9.6-6.8)×8000

=22400m3

年节约水费 =22400m3×5.76元/ m3= 12.9万元

⋆系统年节约水费：12.9万元/年

⋆使用量子水技术后，每年能节省的总费用：

药剂费+水费=90+12.9≈102.9万元

(2)间接经济效益

①采用量子水技术处理，可延长清洗周期，并且简化清洗方式，每年可以节省部分清洗费用。②提高设备的换热效率，降低能耗、物耗：由于端差温度控制效果理想，真空比就控制良好，单位能耗的下降更是一个可观的数字：以方解石形式存在的碳酸钙水垢通常粘附在热交换器的表面，从而阻止了热的传导。根据美国联邦能源局制定的污垢与能量损耗关系。换热器每生成2mm的水垢，能耗多增加16%。采用量子水技术，可以确保不会在换热器表面结成硬垢；而如果使用其他方式处理，很容易导致换热器管壁上有2mm的水垢或生物黏泥，一个500 RT的冷却塔,因减少1.6 mm的硬垢，每年就可节省大约40,000元的能耗费用。并且热交换不好，也会影响到需要冷却的产品的质量，造成更大的损失。③另外，采用量子水技术，能使冷凝器端差平均降低2度左右，可以显著降低能耗。