一、概述

我國是水泥生產(chǎn)和使用的大國，水泥行業(yè)也是高能耗產(chǎn)業(yè)，水泥行業(yè)的能源消耗約占能源消耗總量的2%。其中能源消耗約占水泥生產(chǎn)企業(yè)成本的40-70%，隨著水泥行業(yè)的長期發(fā)展，目前水泥企業(yè)已在全行業(yè)熟料生產(chǎn)線配備純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，利用生產(chǎn)過程中中低溫廢氣產(chǎn)生低品位蒸汽，來推動低參數(shù)的汽輪機(jī)組做功發(fā)電。經(jīng)過多年的摸索純低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)的工藝、設(shè)備、土建施工、安裝調(diào)試、后期運(yùn)行均已相當(dāng)成熟，這一技術(shù)具有環(huán)保、安全、可持續(xù)等特點(diǎn)，同時給水泥生產(chǎn)帶來節(jié)能、降耗的作用。

在水泥余熱發(fā)電系統(tǒng)中，重要的目標(biāo)就是如何在安全穩(wěn)定的前提下保證較高較持續(xù)的發(fā)電效率。為此主要的控制方式就是保持較高的凝汽器真空度。其中導(dǎo)致凝汽器真空變低的主要因素為凝汽器水測的結(jié)垢問題。一旦產(chǎn)生較多結(jié)垢物，將直接引起汽輪機(jī)熱耗、汽耗增大和出力變低。

為保證凝汽器的真空，就必須對余熱發(fā)電循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定處理，該循環(huán)水系統(tǒng)屬于開式間冷循環(huán)水系統(tǒng)，目前普遍的處理方法為：在合理的水質(zhì)管控條件下投加化學(xué)藥劑來達(dá)到阻垢、緩蝕、微生物滋生等問題?；瘜W(xué)藥劑處理法在循環(huán)水行業(yè)也歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，處理效果尚可。然而，采用這種方法依舊存在很多問題，如藥劑費(fèi)昂貴、運(yùn)行成本高、排污對環(huán)境污染大。隨著每年環(huán)保治理的力度上升，水資源日益緊張，現(xiàn)有循環(huán)水的加藥處理工藝已經(jīng)逐漸無法滿足環(huán)保要求，終將會被逐漸淘汰，而開發(fā)一種環(huán)境友好、零排污的循環(huán)水處理工藝是當(dāng)前迫切的需求。物理學(xué)處理技術(shù)是當(dāng)前科學(xué)的一種技術(shù)，它將逐漸取代傳統(tǒng)的藥劑處理技術(shù)。

二、物理學(xué)零污染排放技術(shù)

工作原理

傳統(tǒng)的電子除垢儀的弊端在于所產(chǎn)生的電磁場只局限于儀器所在的部位，無法將場能傳輸?shù)焦芫W(wǎng)的每個部分，而管路系統(tǒng)可以視為開放的電路。從電工學(xué)上講，對于一個開放的電路，要在其上產(chǎn)生電流，必須在傳輸介質(zhì)上施加一個高頻的長波，從而可以在整個電路上產(chǎn)生電壓，也就是將場能施加到管網(wǎng)的各個部分。

高頻信號可看作是一種在寬幅頻段精密運(yùn)行的“指令”，這種設(shè)計的指令能夠使水中存在的各種鹽類形成晶體結(jié)構(gòu)。當(dāng)指令發(fā)出時，線圈組中不斷變化的電流會感應(yīng)出相應(yīng)的多頻電磁場，多頻電磁場以水本身作為介質(zhì)向前傳播，能夠到達(dá)管網(wǎng)內(nèi)水所存在的區(qū)域。進(jìn)而在電場極化和結(jié)晶動力學(xué)的作用下，有效達(dá)到阻垢/除垢的目的。

Aqusoften電子除垢器純物理除垢技術(shù)，系統(tǒng)首先設(shè)法讓整個水所存在的區(qū)域產(chǎn)生晶核，從而進(jìn)一步使這些晶核生長，終在一方面達(dá)到阻垢/除垢的目的。水中的可溶性物質(zhì)（如鈣鎂等）是以離子形式存在的，并均勻分布在水中，這些離子具有荷電雙極性，在正常情況下水不具有電性是因?yàn)檫@些雙極性的荷電中.心排列雜亂無章，因此對外不顯電性，當(dāng)在高頻振蕩電磁場中時會受到作用，局部的荷電中.心會聚集到一起，在局部形成高濃度的離子群。

Aqusoften電子除垢器可產(chǎn)生遍布整個水路的高頻電磁場。由于在高頻電磁場下形成局域高濃度的離子群，因此在溶液中將會形成飽和與非飽和區(qū)域，這兩個區(qū)域之間將會存在擴(kuò)散效應(yīng)。離子群在高頻場的作用下，極易出現(xiàn)坍塌效應(yīng)從而形成晶核，這就為晶體的進(jìn)一步生長創(chuàng)造了條件。由于擴(kuò)散效應(yīng)的存在，一方面有利于離子群的進(jìn)一步增大，另一方面利于晶核－晶體形成－晶體長大的過程。

由于電子除垢儀所產(chǎn)生的高頻場遍布于整個水路系統(tǒng)中，因此上述過程也是發(fā)生在所有水能到達(dá)的區(qū)域，另一方面電子除垢儀產(chǎn)生一種特殊的電磁場，能夠籍此來改變管壁上新生成碳酸鹽水垢的晶體結(jié)構(gòu)，使其結(jié)構(gòu)變的疏松，溶解度增大，更易于重新溶解于水中，從而也可以達(dá)到阻垢的效果。

圖2（a）離子雜亂無章的排列     圖2（b）高頻電磁場下形成的局域離子群

同時，電子除垢儀處理后的水具有更高的活性，水分子中的氫將會積極參與和原有水垢中的離子發(fā)生反應(yīng)，以逐步達(dá)到去除原有水垢的目的。

我公司經(jīng)過長期的研發(fā)及實(shí)踐，根據(jù)Aqusoften電子除垢器的作用，配合合理的水質(zhì)管控，推出了物理學(xué)零污染排放處理技術(shù)，可以做到替代傳統(tǒng)化學(xué)藥劑，獨(dú)立處理循環(huán)水系統(tǒng)，同時滿足循環(huán)水處理的阻垢、防腐、殺菌等要求。

截至目前，我司已在多家水泥企業(yè)推廣應(yīng)用了電子除垢設(shè)備取代傳統(tǒng)藥劑處理，贏得客戶一致好評。

以某水泥廠余熱循環(huán)系統(tǒng)為例：系統(tǒng)循環(huán)水量為3000m3/h,使用1臺Aqusoften電子除垢器替代藥劑處理，每年約節(jié)約藥劑費(fèi)用60萬元、節(jié)約污水處理費(fèi)用45萬元、節(jié)約用水50%左右，效果顯著。除垢設(shè)備安裝及處理效果見下圖：

使用前后對比圖