摘    要： 氯堿行業目前普遍采用加藥的方法進行水處理，本文就新型水處理設備高壓靜電水處理器在氯堿廠（浙江巨化股份有限公司電化廠）循環水裝置中的應用進行了探索，并將應用情況進行了效果驗證。

關鍵詞：水處理；高壓靜電水處理器；氯堿行業 

 氯堿企業生產中，存在各種各樣的化學反應過程以及相變降溫過程，放熱的化學反應或相變降溫過程需要用冷卻介質將熱量移走，以保證反應進程或相變完成，冷卻介質一般選用清潔易得且比熱容大的水，故氯堿企業設置了大量的循環水裝置。

 為降溫需要，公用工程中設置有冷凍站，為其配套的循環水裝置是氯堿企業最普遍的循環水裝置，水循環量從根據制冷規模大小不等。

一、冷凍站循環水裝置情況介紹

 電化廠某車間冷凍裝置為氨制冷系統，循環水裝置水循環量為1200m3/h。系統中使用循環水的設備為氨冷凝器，其作用是用循環冷卻水將氣氨冷凝為液氨。吸收氣氨熱量的冷卻水經涼水塔降溫回到水池，通過循環水泵加壓，冷卻水進入氨冷凝器與氣氨進行熱交換，如此循環往復。如圖所示：

 因氨冷凝器總換熱面積是定值，氣氨系統的壓力及氣氨的液化量主要與循環水溫及循環水量有關，對運行一定時間后的氨冷凝器，因設備結垢，換熱效果變差，在負荷不變或增加的情況下，為保證氣氨系統的壓力及氣氨的液化量，需增加循環水量或降低循環水溫度。特別是夏季，氣溫高，涼水塔降溫能力有限，通過增加循環水量仍不能滿足生產要求，只能通過直接補充低溫新鮮水來降低氨系統壓力、保證氣氨液化量，保證制冷效率。

07年冷凍新鮮水消耗情況如下表所示：單位：噸

 從表中可以看出，正常情況下每月的新鮮水量消耗為1萬噸左右，主要消耗為冷凍崗位機泵直接消耗以及涼水塔蒸發補水。氣溫較高時增開機泵，同時涼水塔蒸發量增加，此時水量增加至3.5萬左右。高溫季節時，直接補充溫度較低的新鮮水，并直排高溫回水，氣溫最高的7月份，1個月就消耗了10萬多噸新鮮水。

 因排水量大，所以在水處理上若進行化學加藥會造成大量藥劑成份流失，同時排入水體會造成污染。既造成水處理失效又造成環境污染，得不償失。故需尋求新型有效的水處理方法。經調研了解，與有關廠家進行了接觸，將高壓靜電水處理器作為氨制冷系統循環水裝置的水處理方案，于07年9月初完成安裝并投入使用。

二、高壓靜電水處理器的組成及原理

1、組成結構

 高壓靜電水處理器是一種水處理設備，主要由探頭和電控箱組成。電控箱將380V的交流電變換為18000V以上的直流電，使插入水中的探頭周圍產生一個高壓靜電場，以維持對水的持續處理。

2、阻垢原理

 按照水分子具有極性的特性，自然狀態下的水分子是無序排列的，但在高壓靜電場中，水分子發生有規則的排列。利用這一原理和設備，可將水體中的陽離子（Ca2+、Mg2+）、陰離子（ Cl-和SO42-）包圍起來，阻止其化學反應的發生，并且在水分子和設備間形成電位差，束縛離子向設備聚集的能力，起到阻止結垢的作用。

3、除垢原理

 在高壓靜電場中水垢分子間的電子結合力被破壞，改變了其晶體結構，促使其疏松，并加大水分子的偶極距，增強與鹽類分子的水合能力，使水垢逐漸剝蝕、脫落。

4、防腐蝕原理

 在高壓靜電場的作用下，水體中還能生成一定量的臭氧（O3），臭氧具有很強的氧化能力，能在設備內壁生成Fe3O4致密保護膜，起到保護層作用，延緩設備的腐蝕。

5、高壓靜電水處理器的殺菌原理

 在高壓靜電場的作用下，水體生成的臭氧還具有很強的殺滅微生物的作用，能迅速殺滅微生物，高壓靜電場還改變了水中衍生的細菌和藻類的生物場，抑制其代謝，在這些綜合作用下，能迅速有效地殺滅水體中的微生物。

三、應用效果

 1、在每年大修氨冷凝器拆開檢查時，水側管程結垢嚴重，特別是實施兩年一次大修后，結垢更嚴重，須請專業清洗公司進行清洗。如類似氨冷凝器的一臺換熱設備運行5個月不到時管板照片如下圖所示：

 而安裝了高壓靜電處理器兩個后，07年10月底氨冷凝器檢查發現管程無明顯結垢，且管板光潔。如下圖剛拆下封頭時的情況：

2、氨冷凝器進出水溫差：

查歷史數據，投用前進出氨冷凝器冷卻水溫差在4~5℃。投用后溫差在5~8℃。

3、水耗比較：

07年7月份消耗水量為103570噸，08年為35859噸，同比下降了67711噸。

四、效益評價

從設備結垢情況來看，高壓靜電水處理器除垢效果明顯，運行數據上也顯示提高了設備的換熱效率。

 1、使用高壓靜電水處理器后， 氨冷凝器的換熱冷卻水進出口溫差逐漸從4℃左右上升至7℃左右，液氨冷凝溫度降低1℃左右，按每下降1℃，冰機耗電量下降3.1﹪計算，氨系統冰機全年用電量為640萬kwh，電價按0.45元kwh計，年可節約電費：640×3.1﹪×0.45=8.9（萬元/年）

 2、使用高壓靜電水處理器后，在高溫季節，氨循環水系統至少可以節約用水10萬噸左右，按水價0.75元/噸計，年可節約費用10×0.75=7.5（萬元/年）

 3、使用高壓靜電水處理器后，可年節約氨冷凝器的清洗費用，按每臺每年1萬元計，共3臺，可節約清洗費3萬元/年。

4、高壓靜電水處理器運行費用為每小時耗電40W，年運行費用極低，可忽略不計。

五、結論

 高壓靜電水處理器在循環水的裝置上安裝使用后阻垢、除垢效果明顯，有效提高了設備的換熱效果，節約了大量水資源，又不產生污染排放物，同時設備屬免維護型，不需類似加藥裝置一樣配備加藥泵及貯槽等，僅消耗清潔的電能，運行成本管理成本低（單臺耗電10瓦，無需專人管理），達到節能減排的目的，相比較加藥裝置無水體環境污染問題，值得在化工行業特別是氯堿行業中推廣使用。

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