工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在運行過程中，由于水分蒸發(fā)、風(fēng)吹損失等情況使循環(huán)水不斷濃縮，其中所含的鹽類超標(biāo)，陰陽離子增加、pH值明顯變化，進而導(dǎo)致結(jié)垢、腐蝕、微生物滋生等。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中結(jié)垢、腐蝕和微生物繁殖是相互關(guān)聯(lián)的，污垢和微生物粘泥可以引起垢下腐蝕，而腐蝕產(chǎn)品又形成污垢，要解決循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的這些問題，必須進行綜合治理。

傳統(tǒng)的處理思路是對循環(huán)冷卻水進行水質(zhì)穩(wěn)定處理，即根據(jù)企業(yè)當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)特點在循環(huán)冷卻水中加入阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑等水質(zhì)穩(wěn)定劑，延緩腐蝕和結(jié)垢的目的。

我們試想：全國乃至世界各地的水質(zhì)的差異化是非常大的，單純的靠添加水質(zhì)穩(wěn)定劑來確保設(shè)備不結(jié)垢不腐蝕是非常困難的，并不能從根源上解決循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕結(jié)垢問題。尤其是設(shè)備表面的電化學(xué)腐蝕，傳統(tǒng)的緩蝕阻垢技術(shù)如果加藥不當(dāng)，還可能加重電化學(xué)腐蝕的進程。因為傳統(tǒng)的緩蝕阻垢劑作用原理是通過阻垢劑分子與水中的鈣鎂離子結(jié)合來延緩結(jié)垢的速度，即傳統(tǒng)的藥劑分子本身也存在水合與電離，使水的電導(dǎo)率上升，最終引起電化學(xué)腐蝕的加劇。

我們想到的是既然在水質(zhì)穩(wěn)定方面那么困難，最終保護的是我們的設(shè)備，為什么我們不在金屬表面做些文章呢？有水質(zhì)穩(wěn)定就會有金屬表面穩(wěn)定，所以青島清達環(huán)保根據(jù)超分子化學(xué)的原理研究出了中性超分子膜化技術(shù)，利用藥劑的超分子自組裝原理在金屬表面形成超分子膜，一種類似于自然界中的荷葉膜，這是一種優(yōu)于納米膜的超分子膜，具有荷葉表面的防污垢、防腐蝕的特點。

該技術(shù)運用超分子化學(xué)原理，藥劑分子僅與設(shè)備金屬本體選擇性的結(jié)合，形成穩(wěn)定的超分子結(jié)構(gòu)，在設(shè)備表面形成一層致密、穩(wěn)定的超分子膜層（上圖直觀地展示了這一效果）。該超分子膜層可有效地保護設(shè)備不受包括電化學(xué)腐蝕在內(nèi)的各種循環(huán)水系統(tǒng)的腐蝕。同時，由于超分子膜在金屬表面的單分子層在設(shè)備表面均勻分布，其微觀尺度的拒污效應(yīng)能有效阻止垢質(zhì)的附著。從而使阻垢作用幾乎接近100%。而且，超分子選擇性組裝的時候，與活潑金屬組裝的同時，將金屬表面的銹、水垢等鈍性物質(zhì)分散掉，從而起到清除污垢的作用。由于超分子膜層致密穩(wěn)定，有效將金屬設(shè)備本體與冷卻水隔離，防止腐蝕性離子對設(shè)備的腐蝕。有了超分子膜的保護，設(shè)備就可以長期穩(wěn)定運行，不會出現(xiàn)腐蝕結(jié)垢，延長設(shè)備壽命，提高換熱效率。

金屬表面膜化技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)具有九大技術(shù)優(yōu)勢：

1、把水質(zhì)穩(wěn)定處理變?yōu)樵O(shè)備金屬表面處理（荷葉膜技術(shù)）

傳統(tǒng)的水處理技術(shù)是通過加藥，降低水的腐蝕、結(jié)垢傾向，也就是所謂的水質(zhì)穩(wěn)定處理技術(shù)。而超分子膜化技術(shù)是通過超分子的選擇性自組裝作用，特異性的與金屬進行選擇性組裝，在設(shè)備表面形成一層超分子膜。在自組裝過程中，藥劑分子的振動和布朗運動會將金屬表面原有的污垢予以清除，分散到溶液中，從而達到徹底除垢和組裝成膜的目的，形成的超分子膜比傳統(tǒng)的鈍化膜、沉積膜和吸附膜都要均勻、致密，確保金屬具有荷葉表面一樣的防腐、防污能力，使金屬表面處于安全、穩(wěn)定狀態(tài)。

2、金屬表面的超分子膜可以將緩蝕、阻垢效率做到接近100%

設(shè)備經(jīng)過超分子膜化后，形成了穩(wěn)定、致密的超分子保護膜。該超分子膜由于其微觀結(jié)構(gòu)的尺寸效應(yīng)，能夠有效的阻止污垢附著，這種效應(yīng)稱為拒污效應(yīng)。故超分子膜的阻垢性能是常規(guī)水處理藥劑無法比擬的，不僅阻止污垢的附著，還能將老垢清除干凈，可以說阻垢效率是100%的。

另外，超分子膜化更完全徹底，其緊密的微觀結(jié)構(gòu)，能夠有效對金屬設(shè)備表面進行改性，增強金屬本身的抗腐蝕性能。因為超分子膜能拒絕污物的附著，防止循環(huán)水中的腐蝕性離子與設(shè)備接觸，有效保護設(shè)備不受腐蝕，其緩蝕性能幾近100%。

3、設(shè)備的換熱能力提高

超分子膜的形成機理為超分子藥劑與金屬的選擇性組裝，因此決定了超分子膜為極薄的一層單分子膜層。不影響金屬的導(dǎo)熱性能，較之常規(guī)的鈍化膜，能有效提高設(shè)備的導(dǎo)熱系數(shù)，提高換熱效率5-10%。

4、循環(huán)水的導(dǎo)熱能力提高

被分散到溶液中的設(shè)備垢質(zhì)，在溶液中均勻分散后，能顯著提高循環(huán)水的比熱，單位流量的循環(huán)水能夠吸收更多的熱量，對換熱效率有很大的提高。

銅的導(dǎo)熱系統(tǒng)為401W/m·K，鋼的導(dǎo)熱系統(tǒng)為54W/m·K，而水垢的導(dǎo)熱系統(tǒng)僅為1.3～3.1W/m·K，鐵銹的導(dǎo)熱系數(shù)為0.116-0.232 W/m·K。銹垢、水垢等附著在金屬表面，因為其熱阻是金屬的幾十倍甚至上百倍，會嚴(yán)重影響熱交換；但是，通過超分子的分散溶解作用，均勻分布到循環(huán)水里，因為循環(huán)水運行工況下，40℃左右水的導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.64W/m·K，20℃時水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.60 W/m·K，很小，加進鐵、鈣、鎂等鹽類，會提高水的導(dǎo)熱速度，有利于熱交換，將金屬表面的污垢變成了水的導(dǎo)熱促進劑，化害為利。

5、提高循環(huán)水的流速。

超分子膜類似荷葉膜，水在其表面流動順暢，與金屬表面有銹垢和有水垢的表面比，水在表面的流動阻力大大減弱，滯流層的厚度減薄，可以提高循環(huán)水的流動速度和熱交換速度。

另外，超分子藥劑為大分子物質(zhì)，在加入循環(huán)水中后，能與水分子及循環(huán)水中的無機鹽分子進行橋連，通過氫鍵等弱分子間作用力形成空間網(wǎng)狀分子集團。這種結(jié)構(gòu)的形成，能夠大大減少水中的渦流和靠近管壁的滯流層厚度，使循環(huán)水處于類層流狀態(tài)，從而提高流速，單位時間流經(jīng)換熱設(shè)備的循環(huán)水量增加，換熱效率進一步提高。實驗證明，投加0.03%的超分子膜化劑，可將循環(huán)水的流量提高10-20%，換熱效率提高15%以上。

6、提高循環(huán)水泵的效率。

渦流的存在會使水分子及其他分子、離子摩擦，泵的機械能一部分轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，使水的溫度升高，吸熱能力下降，降低了循環(huán)水的換熱效率。因此，投加超分子藥劑，減少渦流，阻止了循環(huán)水將泵的動能轉(zhuǎn)換成熱能，有效提高泵的效率。實驗證明，投加0.03%的超分子藥劑，通過消除渦流的摩擦，可以使循環(huán)水泵節(jié)電1～3%。

7、減少循環(huán)水的風(fēng)吹損失和蒸發(fā)損失。

水的比熱很大，是4.2×103焦/(千克×℃)；水的汽化潛熱也很大，為40.8千焦/摩爾，相當(dāng)于2260千焦/千克，水的蒸發(fā)是循環(huán)水降溫的重要途徑，所以水是質(zhì)優(yōu)價廉的熱媒介，號稱工業(yè)的血液，工業(yè)用水的80%用于循環(huán)冷卻水，循環(huán)水的節(jié)能減排是工業(yè)節(jié)能減排的關(guān)鍵。

超分子藥劑與水分子及循環(huán)水中的無機鹽分子進行橋連，形成空間網(wǎng)狀分子集團，能夠大大降低水中的渦流和滯流層厚度，從而提高流速，循環(huán)水量增加，導(dǎo)熱能力提高，綜合換熱效率提高，在保證換熱效果的前提下，這種橋連作用也減少了水分子的逃逸和蒸發(fā)，同時也減少了循環(huán)水的風(fēng)吹損失。實驗證明，投加0.03%的qd-866超分子緩蝕阻垢劑，在保證循環(huán)水換熱效率的前提下，可將循環(huán)水的風(fēng)吹損失和蒸發(fā)量降低5～17%。

8、顯著提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，節(jié)約工業(yè)用水。

“金屬表面膜化技術(shù)”形成的膜性質(zhì)穩(wěn)定，可耐高pH值，高硬度，高濁度，有優(yōu)良性能，可使系統(tǒng)在自然pH值高濃縮倍數(shù)下運行，對一般水質(zhì)，K值可達10，是普通藥劑（K=2～3）節(jié)水量的3～5倍。既可以緩蝕，還可以分散阻垢，對碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硅鎂鹽垢等都具有優(yōu)良的阻垢性能。避開了各地水質(zhì)的差異化，藥劑保護在金屬表面，免受水中各種雜質(zhì)的干擾，從而長期穩(wěn)定的保護循環(huán)水系統(tǒng)。超分子膜具有荷葉的防腐、防污性能，在提高換熱效率的同時，可以耐受較差的水質(zhì)，從而顯著提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，這是工業(yè)用水能夠節(jié)約用水的最主要有效途徑。

下表反應(yīng)了濃縮倍數(shù)的提高直接帶來的節(jié)水效果：

9、超分子膜化劑兼具廣譜殺菌滅藻功能。

傳統(tǒng)的水質(zhì)穩(wěn)定處理，一般投加緩蝕阻垢劑和殺菌滅藻劑兩種藥劑，而且殺菌劑還要把氧化性和非氧化性藥劑交替使用，加藥、檢測等操作繁瑣。一旦操作失誤，菌藻滋生很快，產(chǎn)生大量粘泥影響熱交換，腐蝕設(shè)備，甚至堵塞冷卻塔填料，造成停產(chǎn)事故，需要停車對系統(tǒng)進行化學(xué)清洗。氧化性殺菌劑一般都是氯及其衍生物，部分非氧化性殺菌劑也含有氯離子，這樣就把大量的腐蝕性氯離子加入循環(huán)水系統(tǒng)，氯離子是腐蝕性最強，半徑最小的活潑離子，極易滲入金相缺陷處富集，特別是對不銹鋼設(shè)備，很容易造成氯離子應(yīng)力腐蝕破裂，對設(shè)備危害極大。

超分子膜化劑具有高效的滲透和分散作用，可以破壞蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，抑制、殺滅菌藻的滋生，具有廣譜、高效的殺菌滅藻作用。一般的循環(huán)水系統(tǒng)只投加超分子膜化劑一種藥劑就可以啦。對于菌藻嚴(yán)重的系統(tǒng)，我公司還要專門的廣譜殺菌滅藻劑，請參看殺菌劑介紹，以供選擇。

總之，潔能環(huán)保的“中性超分子膜化技術(shù)”是一種工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)處理的新技術(shù)，變傳統(tǒng)的水質(zhì)穩(wěn)定處理為金屬表面膜化處理，優(yōu)勢明顯，

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