新裝置在加工制作過(guò)程中，內(nèi)壁有施工殘留的油脂垃圾、焊縫焊渣、軋制鱗片、浮銹以及其他大量的施工劃傷和污染，對(duì)于設(shè)備的使用壽命和生產(chǎn)的安全、高效運(yùn)行具有重大影響，特別是不清潔油污和大量的軋制鱗片具有重大安全隱患，是電化學(xué)的陽(yáng)極體，極易造成點(diǎn)蝕穿孔，是裝置泄露事故的主要元兇。

面對(duì)上述這些問題，潔能環(huán)保韓泰清總工在生產(chǎn)實(shí)踐中，不斷的總結(jié)、探索和研究，超分子藥劑分子會(huì)有規(guī)律的結(jié)合自由金屬表面的電子，形成類似荷葉膜表面的磨砂面結(jié)構(gòu)，銹垢無(wú)法附著。采用超分子膜化的方法和技術(shù)，使循環(huán)水系統(tǒng)的金屬表面形成超分子保護(hù)膜，基本保證了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，也基本保證了企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的安全、高效、持久的運(yùn)行。

圖1微觀下的20＃碳鋼表面銹層（粗糙）	圖2超分子膜化后的效果（精細(xì)磨砂面）（粗糙）

目前水處理的常規(guī)方向都是針對(duì)循化水系統(tǒng)設(shè)計(jì)投加藥品種類以及濃度（水質(zhì)穩(wěn)定）。對(duì)于不同的設(shè)備工藝構(gòu)造，不同的地理環(huán)境，不同的生產(chǎn)負(fù)荷都會(huì)對(duì)水處理的投加方案產(chǎn)生很大的影響，實(shí)際操作很不方便。潔能環(huán)保摒棄了處理水來(lái)解決問題的老路子，從除垢變成超分子組裝，對(duì)于污垢的選擇具有廣泛性，且投加的藥劑量?jī)H僅是維護(hù)超分子膜化水平，拋棄了用藥劑溶解、沉降污垢和雜質(zhì)的原理，做到了效果好用量少。實(shí)現(xiàn)了清洗預(yù)膜一站式到位，除垢徹底、成膜致密的同時(shí)，中性超分子藥劑對(duì)環(huán)境十分友好甚至可以用來(lái)洗手。

超分子清洗預(yù)膜具有以下九大技術(shù)特點(diǎn)：

1、青潔能把水質(zhì)穩(wěn)定處理變?yōu)樵O(shè)備金屬表面的穩(wěn)定處理

傳統(tǒng)的水處理技術(shù)是通過(guò)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(guò)超分子的選擇性自組裝作用，特異性的與金屬進(jìn)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(guò)程中，藥劑分子的振動(dòng)和布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)將金屬表面原有的污垢予以清除，分散到溶液中，從而達(dá)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緩蝕、阻垢效率高

設(shè)備經(jīng)過(guò)超分子膜化后，形成了穩(wěn)定、致密的超分子保護(hù)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(wú)法比擬的，不僅阻止污垢的附著，還能將老垢清除干凈。

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(duì)金屬設(shè)備表面進(jìn)行改性，增強(qiáng)金屬本身的抗腐蝕性能。因?yàn)槌肿幽つ芫芙^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(hù)設(shè)備不受腐蝕。

3、設(shè)備的換熱能力提高

超分子膜的形成機(jī)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(duì)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?yàn)槠錈嶙枋墙饘俚膸资渡踔辽习俦叮瑫?huì)嚴(yán)重影響熱交換；但是，通過(guò)超分子的分散溶解作用，均勻分布到循環(huán)水里，因?yàn)檠h(huán)水運(yùn)行工況下，40℃左右水的導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.64W/m•K，20℃時(shí)水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.60 W/m•K，很小，加進(jìn)鐵、鈣、鎂等鹽類，會(huì)提高水的比熱和導(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(jìn)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(dòng)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(dòng)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(dòng)速度和熱交換速度。

圖3 減少渦流

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(wú)機(jī)鹽分子進(jìn)行橋連，通過(guò)氫鍵等弱分子間作用力形成空間網(wǎng)狀分子集團(tuán)。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(shí)間流經(jīng)換熱設(shè)備的循環(huán)水量增加，換熱效率進(jìn)一步提高。

6、提高循環(huán)水泵的效率

渦流的存在會(huì)使水分子及其他分子、離子摩擦，泵的機(jī)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(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，有效提高泵的效率。實(shí)驗(yàn)證明，投加0.03%的超分子藥劑，通過(guò)消除渦流的摩擦，可以使循環(huán)水泵節(jié)電2～5%。

7、避免了系統(tǒng)的停車清洗

傳統(tǒng)的水質(zhì)穩(wěn)定處理，需要定期停車對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗，通過(guò)清洗劑與污垢之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而達(dá)到清洗的目的，而所使用的清洗劑一般為小分子的酸或堿。傳統(tǒng)清洗劑在與裝置內(nèi)的垢發(fā)生反應(yīng)時(shí)，由于垢層的厚度不一，所以，在傳統(tǒng)化學(xué)清洗（尤其是酸洗）過(guò)程中不可避免的存在著過(guò)洗腐蝕的現(xiàn)象。因此，傳統(tǒng)化學(xué)清洗和鈍化處理技術(shù)難度較高，風(fēng)險(xiǎn)不易控制。

另外，由于傳統(tǒng)清洗劑的分子體積較小，很容易擴(kuò)散到設(shè)備金屬本體內(nèi)部，造成金屬內(nèi)部的晶格畸變，形成金屬內(nèi)部微觀晶體結(jié)構(gòu)的缺陷。晶體缺陷的出現(xiàn)，會(huì)大大影響金屬本身的性能，其抗壓強(qiáng)度、抗拉伸強(qiáng)度、蠕變性、延展性以及耐腐蝕性等各項(xiàng)性能指標(biāo)都會(huì)大大降低，嚴(yán)重危害設(shè)備的運(yùn)行安全和使用壽命。

與傳統(tǒng)化學(xué)清洗和鈍化處理相比，超分子膜化技術(shù)更加安全可靠，簡(jiǎn)單易行，而且對(duì)環(huán)境友好，不會(huì)造成二次污染，保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備與操作人員的安全。循環(huán)水系統(tǒng)使用超分子緩蝕阻垢劑，可確保系統(tǒng)不結(jié)垢，無(wú)需停車清洗。對(duì)于有污垢的系統(tǒng)，可以多投加藥劑，或者在線膜化，實(shí)現(xiàn)在線清潔預(yù)膜，避免了傳統(tǒng)的停車清洗。

圖4 海化不停車清洗現(xiàn)場(chǎng)

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

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(shí)，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(lái)的節(jié)水效果：

采用超分子膜化技術(shù)和配套的排污裝置及藥劑，可以做到循環(huán)水系統(tǒng)的零排放，請(qǐng)參看本方案的第三章的第四款內(nèi)容。

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(cè)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)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(qiáng)，半徑最小的活潑離子，極易滲入金相缺陷處富集，特別是對(duì)不銹鋼設(shè)備，很容易造成氯離子應(yīng)力腐蝕破裂，對(duì)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。對(duì)于菌藻嚴(yán)重的系統(tǒng)，我公司還有專門的廣譜殺菌滅藻劑。

在超分子清洗預(yù)膜九大技術(shù)特點(diǎn)的支持下，不管是對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、生產(chǎn)安全甚至是環(huán)境效益都有極大的提高改善，可以做到：

◆實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)——可以將設(shè)備表面的軋制鱗片、浮銹、焊渣（SiO2）、油脂、垃圾等清理干凈并鈍化預(yù)膜，保證清潔生產(chǎn)。

◆實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)——化學(xué)清洗除凈設(shè)備污垢，杜絕了電化學(xué)腐蝕，提高了設(shè)備運(yùn)行的安全系數(shù)。管道清洗干凈，沒有顆粒摩擦，不會(huì)發(fā)生通氣爆炸，確保生產(chǎn)安全。

◆實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗——沒有垢層的阻隔，清洗預(yù)膜光滑的管道表面有利于流體流通，管線運(yùn)行效率高，節(jié)約能耗5-10%。

◆延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命——沒有垢下腐蝕，光潔的表面確保管道安全、高效運(yùn)行，延長(zhǎng)管線壽命2倍以上。

◆高產(chǎn)環(huán)保，提高經(jīng)濟(jì)效益——環(huán)境污染小、安全系數(shù)高、試車時(shí)間短、節(jié)能降耗顯著，有效提高經(jīng)濟(jì)效益。

超分子膜技術(shù)的發(fā)展展望：

利用超分子膜處理金屬表面成膜而非選擇性的處理水中的復(fù)雜成分，在工業(yè)的很多方面都有著很大的前景。

2012年，工業(yè)廢水的排放量在城市廢水排放中所占比重已經(jīng)達(dá)到70%，而工業(yè)循環(huán)冷卻水占到工業(yè)用水的近80%，如果能很好地利用工業(yè)廢水加以處理循環(huán)利用，不但可以節(jié)約水資源改善環(huán)境，而且工業(yè)廢水中的雜質(zhì)反而提高了導(dǎo)熱效率，更利于冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。那讓我們看一下處理后的循環(huán)水能否回用到循環(huán)水系統(tǒng)。

如下表是循環(huán)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：

如下表是循環(huán)水處理標(biāo)準(zhǔn)：

從以上兩表格對(duì)比來(lái)看，目前工業(yè)循環(huán)水的處理標(biāo)準(zhǔn)并沒有達(dá)到工業(yè)循環(huán)水的水質(zhì)要求，但像pH值、游離氯等重要指標(biāo)兩指標(biāo)基本處于同一水平，以現(xiàn)有的普通碳鋼設(shè)備，即使將處理達(dá)標(biāo)的循環(huán)水作為補(bǔ)充水回用到循環(huán)水系統(tǒng)中，會(huì)腐蝕管道設(shè)備，是不可行的。但如果循環(huán)水系統(tǒng)加以超分子膜化，則工業(yè)污水經(jīng)定向簡(jiǎn)單處理后回用到工業(yè)循環(huán)水是沒有問題的。