節能 減碳 除垢 防鏽 環保 無汙染
節能 減碳 除垢 防鏽 環保 無汙染
超勁磁 Power Magnet 設備以強磁力方式, 以40,000高斯以上磁力線穿透金屬導磁管方式,將管路中之荷電離子強迫暫時改變為帶有磁性,使水中之Ca2+、Mg2.+HCo3_、So42-等正負離子,暫時性失去電荷之功能,而不致於在管路中正負結合而產生結垢。來交換水分子和礦物離質離子,使水中之Ca /Mg與電子結合,使其暫時失去陽離子之功能, 因此在加熱過程中不會和其他負離子(如 S04 ² )結合,亦即轉變成不結垢之水體。
更多說明1. 減少停機保養,避免了停工待產損失。
2. 不需化學酸洗,減少酸洗腐蝕而延長設備壽命。
3. 機件損耗率低,不需定期更換甚至換裝新機。
4. 降低備用機的使用率。
安裝成效以一台 60RT 冰水機為例:
減少每年廢水排放量為2,128,680公升,約2,129 m3,而廢水處理費用約5~10元/m3 (平均約7元/m3 ) 因此每年減少廢水處理費用約1.5萬元。
1.節省排放水約80%
安裝成效以一台 60RT 冰水機為例:
在運轉電流方面:該冰水機之左壓縮機運轉電流降低 2.1 安培,右壓縮機運轉電流降低1.9安培,合計運轉電流比清洗前減少4.0安培 。
1.於左壓縮機方面:高壓從270lb/㎝2降低為225lb/㎝2。
2.於右壓縮機方面:低壓從270lb/㎝2降低為236lb/㎝2。
3.節電費約10至15%。
4.超勁磁安裝後本身沒有能耗故不需耗電與保養
使用超勁磁設備後,可以選擇不再添加任何化學藥劑,但因未浸潤於磁化水中的物件可能會產生藻類滋生,故可以酌量施放氯碇約總水量的百分之3ppm,因此可以讓設備減少一般施加化學藥劑費用90,000元/年,化學酸洗費用60,000元/年。
熱轉換效率增加,使其備用機台可以不需頻繁執行運作,人力維護的成本也相對更有效率且精簡,對於歲修或是年度保養的時間,可以延長更久時間。
1. 可節省人力支出與耗費的維護時間。
2. 降低備用機的使用率。
目前零排放的系統,化學藥劑來處理水垢問題,零排放廢水溫度約在30°C至35°C左右,導電度約3至4萬(1萬5至2萬5PPM),送至零排放系統蒸發、濃縮處理,導電度會增 至約15萬此為極限。
水垢此時增厚以致通過水量會減半,需要每個月酸洗一次,水塔酸洗需要藥劑浸泡約10頓的存水以及沖洗約5噸的用水,基本排放需要約15噸左右的廢水,其後廢水還需要後續處理。
用POWER MAGNET產品處理,排放磁化後導電度容忍度約莫於20萬(TDS 10萬)
所謂「磁化」一詞採較廣泛之定義,包含磁鐵或非磁鐵之各種處理方式,近年來有研究單位將此類「磁化水」統稱為「機能水」。流體磁化器可設計為管線中設備元件之一部份,或直接夾在管線外即可。有的為超強磁鐵之材質;有的為含特殊成分之合金。其外型結構看似簡單,但論起其工作原理卻有些學問,其所涉及之基本物理現象與化學變化,很少有流體磁化器銷售員能將其說明清楚,然而進一步要求原始產品供應商說明其技術原理,每每問及技術關鍵處,皆因涉及製造專利點到為止,或笑而不答,故僅能由現有國內外少數之文獻報告,彙整一些可信度較高之科學數據,為流體經磁化後,具有防止結垢之功能提供理論上之解釋。採用磁化法處理水是近年來發展的一種新技術,國內外已廣泛用來解決鍋爐、熱交換設備和冷卻水管道等除垢與防垢問題,並獲得極為顯著的效果。磁化水去除水垢的原因是,水中碳酸鈣(CaCo3)結晶形態的改變。水垢的主要成分CaCo3是由水中所含的Ca(HCo3)2受熱分解生成的,它有兩種結晶方式,當磁化處理過的水受熱時,析出的CaCo3晶體主要為針狀文石結晶,文石結晶的結構疏鬆,抗拉,抗壓能力差,黏結性弱,不易黏結成堅硬水垢。它可在水中任意成核結晶,形成泥渣狀態沉澱而藉由鍋爐水排污除去,而未經磁化處理的水在加熱時析出的CaCo3結晶主要為緊密的菱形方解石晶體,易在受熱的金屬面上形成堅硬的水垢。
此外,磁化作用不僅是改變了水垢的結晶狀態,也改變了水分子與晶體之間的關係,即改變了晶體的水合狀態。Ca(HCo3)2的分子結構如圖1所示。水是一個極性分子,水的單分子常由於氫鍵作用而締合成雙分子或多分子的聚合體(H2O)n。而水分與Ca(HCo3)2之間也由於氫鍵的作用發生締合,如圖2所示。未經磁化處理水時,在HCo31離子周圍締合著許多水分子,當受熱後Ca(HCo3)2分解生成CaCo3結晶時,由於周圍這層水分子的包圍,Ca+2與Co3-2離子碰撞機會少,形成的結晶中心少,因而易於形成大塊水垢結晶附於管壁上。
磁化過程
在水磁化過程中,磁場向水輸送能量,而破壞了氫鍵,根據呂查得里原理可推知,水經磁場後水中締合的氫鍵及水與HCo3-1之間的氫鍵遭到破壞,而使Ca+2與Co3-2離子間接觸機會增加,硬度鹽類顆粒的穩定性降低,而使結晶中心增加,易成無定形態而成泥渣,易於排污除去。其重點在於結晶中心的增多,因結晶中心的表面積和熱面積之比,決定泥渣量和沉積在受熱面上水垢量的比值,如硬度350~400mg/l的水,經磁處理後,可減少沉積物達92%,因而有防止結垢的作用。除此之外,文獻資料亦顯示水分子經磁化後,在某些化學或物理性質也有些改變,例如:水分子氫氧鍵之夾角、水的表面張力、水的電導率、水的溶解度、水中溶氧量、以及水中正負電荷分離與分佈情形產生變化,這些科學上可量測的數據,有賴專家學者不斷的研究,如果能夠暸解磁化技術的進一步理論基礎,相信必能有助於磁化處理技術應用領域的發展。
1. 水質流體
超勁磁防銹除垢器以40,000高斯以上磁力線穿透金屬導磁管方式,將管路中之荷電離子強迫暫時改變為帶有磁性,使水中之Ca2+、Mg2.+HCo3_、So42-等正負離子,暫時性失去電荷之功能,而不致於在管路中正負結合而產生結垢;亦即管路中之水被轉變為不結垢之水。甚至做到氫氧分離(離子化)把水中氯氧逼走,增加水中氫的倍數,防止腐蝕及增加水的表面張力,加速沉積作用,更能使(“死水活化”)。
2. 水垢的剝離
當管壁溫度變化時,由於金屬管材與水垢之膨脹係數不同,使結垢物產生龜裂,未磁化之水進入裂縫中後其溶質會析出,因而修補結垢物之裂縫而使結垢物繼續擴大。但磁性處理水由於溶質成份不足,無法修補裂縫,裂縫經水份蒸發後擴大並導致剝落,”磁化水”更與剛融解的水同樣具有”記憶力”。
3. 抑制鐵管腐蝕
金屬管線在未磁化處理之水中,管壁通常覆蓋一層腐蝕氧化形成的Fe2O3、nH2O。磁化處理水中則由於溶氧減少,使Fe2O3逐漸還原成Fe3O4。Fe3O4為比Fe2O3穩定之化合物,覆蓋在管壁表面可防止腐蝕繼續發生。
3Fe2O3‧nH2O → 2Fe3O4 + 1 / 2 O2 + 3nH2O
管外永磁式之磁能設備要能穩定製造磁化水,必須以強力磁場穿透管壁在管內形成電場;形成電場之三大要素為具有導磁性質管材+穿透磁力(600高斯以上)即是電場及具備一定流速之流體(垂直切割電場),所謂法拉地原理。三者缺一不可,流體速度越快,磁化效果越好!
4. 燃料流體
超勁磁設備安裝於燃料輸送管上,以40,000高斯以上磁力使燃料輸送管產生磁場;燃料經過磁場被離子化後轉變成霧化(打散已經結合的正、負離子),霧化之燃料進入火嘴,可提高燃燒效率與溫度,減少火嘴積碳量與廢氣排放量;並因積碳減少而降低硫、鉛、鉑等多種酸性離子,對設備可減少腐蝕及火嘴阻塞之困擾。
5. 超勁磁防銹除垢器性能
(1)抑制或減少硬質水垢的生成。
(2)除去已生成之水垢或改變水垢型態,使水垢容易去除。
(3)磁能處理過的水可保持抑制水質鈣化數小時(磁化水具有記憶力)。
(4)降低水中溶氧,減少腐蝕現象。
(5)管壁形成Fe3O4保護膜,抑制腐蝕。
(6)加速油品之離子化,增加燃料燃燒效率,減少積碳加強燃燒降低黑煙。
超勁磁 Power Magnet 設備以強磁力方式, 以40,000高斯以上磁力線穿透金屬導磁管方式,將管路中之荷電離子強迫暫時改變為帶有磁性,使水中之Ca2+、 Mg2.+HCo3_、So42-等正負離子,暫時性失去電荷之功能,而不致於在管路中正負結合而產生結垢。來交換水分子和礦物離質離子,使水中之Ca /Mg與電子結合, 使其暫時失去陽離子之功能, 因此在加熱過程中不會和其他負離子(如 S04 ² )結合,亦即轉變成不結垢之水。水之磁化與超勁磁設備之原理說明如下 :
一、水之磁化
過去磁能處理的重點都集中在使水磁化上,然而實際上使水自然磁化幾乎是不可能的事,必須借重外來之磁能,方能達到預期之效果。一般而言,純水的磁化率< 107,普通水的磁化率亦在105左右。即使水中含少量磁性雜質,如管路腐蝕所產生之Fe304、Fe203(極少量),管路中然形成之磁化影響亦小到可以忽略之程度。
二、水質之變化一溶質成份的變化
磁能處理的效果與水中不純物有關,因此純水與一般水情況有差異。尤其強磁性不純物如 Fe3 04、 Fe2 03 粒子為形成水垢、污泥之結晶核粒子。此外Lorentz Force導致離子分流效應為影響水垢污泥成長之原動力。純水由於沒有雜質,所以不會形成結垢或產生污泥,但仍會腐蝕。磁能處理雖還是可產生 Lorentz Force 及離子分流現象,但都沒有抑制結垢及除垢效果。
三、Lorentz 電場的作用
未加磁場的離子運動,離子流係以等電荷方式直線前進。加磁場的離子運動,由於 Lorentz 電場使管壁形成正負極,等電荷離子流產生正負離子偏移現象,亦即陽離子向負極靠近,陰離子向正極靠近。
電子流亦影響電位及電流狀況。流速與電位差呈正比關係,流速越快,產生之電位差越大;產生之電流則在流速超過3ft/min(0.9m/min) 後急速增加。
四、離子分流對水垢的抑制作用
離子分流使正負離子在管路中不呈直線前進,取而代之是往管壁偏移,這種現象可用來解釋抑制結垢機制。
鐵管管壁腐蝕形成之氧化鐵如 Fe 2 03可視為結晶核。一般情形結晶核傾向於在管壁上析出(方解石狀之水垢結晶),形成附著性水垢。離子分流由於增加水流中溶存離子結晶核碰撞機率,因此傾向形成浮游狀態之大片結晶(軟質易除去之霰),易隨著水流被沖走。
如前述,一般在未安裝磁能設備之系統,碳酸鈣沉積物中有70 %為污泥、30%為方解石狀之水垢結晶,但在安裝磁化系統後,由於反應速率快,無法形成結晶,故全部形成非晶體之霰石污泥,易以沖洗方式清洗排出。
五 、水垢的剝離
金屬管材質與水垢之膨脹係數不同,當管壁溫度變化時,由於膨脹係數不同使結垢物產生龜裂,未磁化之水其溶質成份進入裂縫中析出,因而修補裂縫而使結垢物繼續擴大。但磁性處理水由於溶質成份不足,無法修補裂縫,裂縫經水份蒸發擴大後,導致剝落。
六 、抑制鐵管腐蝕
金屬管線在未磁化處理之水中,管壁通常覆蓋一層腐蝕氧化形成之 Fe 2 03 • nH2 0。磁化處理水中則由於溶氧減少,使 Fe2 03逐漸還原成 Fe3 04。Fe 3 04為比 Fe2 03 穩定之化合物,覆蓋在管壁表面可防止腐蝕作用繼續發生。反應如下:
3Fe 2 03 • nH2 0↔ 2e + 2Fe 3 04 + 1/2 02 + 3nH2 0
根據上述之設備應用原理,吾人可歸納管外永磁式之磁能設備要能穩定製造磁性水,必須在管內形成電場,而形成電場之3大要素為其有導磁管(如銅管、鐵管、鍍鋅管)、穿透磁力 (600高斯以上)及流體流速,3者缺一不可。
超勁磁設備因其有強磁性,且其於穿透導磁管後其磁力強度仍相當高,因此能發揮上述之各項作用。
• 藉由循環水離子化或鈍化,來抑制管路結垢或形成軟性水垢。
• 必須停機安裝及保養,有漏電危險,有使用期限,使用時損耗能源。
• 因阻礙水流,管路有壓降及洩漏疑慮。補給水的水質較差或濃縮倍數較高時,產品本身會有結垢現象,故需停機將產品拆卸清洗保養。不適用於鍋爐系統。
• 須截管安裝及保養。
• 因阻礙水流,管路有壓降及洩漏疑慮。 因磁力無法穿透管壁,所以只能內置。
• 若補給水的水質較差或濃縮倍數較高時,產品本身會有結垢現象,故需停機將產品拆卸清洗保養,也因磁力無法穿透管壁只能內置。
• 在水中直接放入電極板,施以高電壓使水中硬度離子化。
• 器材價格昂貴,安裝與維修皆要停機截管。
• 容易漏電產生電擊,因阻礙水流,管路有壓降及洩漏疑慮。
• 產品吸附於管外,使產品磁力線穿透管壁在管內形成電場,不必截管安裝及拆卸保養。
• 有漏電危險,也有使用期限,使用時損耗能源,造價昂貴,必需定時查看設備以免發生故障。
• 產品之磁力有足夠穿透管壁(7mm厚度之鍍鋅鋼管其抗磁性為14,000〜17,000高斯),而非僅擴散於管壁上,屬早期之產品,因弊多於利所以不被普遍使用。
• 設備之磁力均低於6,000高斯以下。
• 產品若設置於管內具有暫時性效果,但須截管安裝及保養且作功不穩定;若吸附於管外,則一般約4mm之管壁其抗磁性約10,000高斯以上,故磁力無法穿透。至於防銹除垢功能就不必討論,若安裝於不導磁管外,則無法磁化管內流體。
• 一般永磁式磁能器
• 具20,000高斯磁力,能穿透4mm鋼管。
• 產品吸附於鋼管外,使產品磁力線穿透管壁在管內形成磁場,不必截管安裝及拆卸保養。磁化用水對鍋爐荷電離子時間不長而無法發揮功能。
• 鍋爐排水次數較傳統化學法多2〜3倍之排水量,相對增加燃料損耗量,造成鍋爐蒸氣量不足,並增加操作人員負荷。
• 不能直接除垢僅能防止結垢,安裝前需先酸洗舊有的水垢。
• 管外永磁式
• 具40,000高斯以上之磁力。有能力穿透10mm管厚,屬強磁式的磁鐵。
• 產品吸附於管外,使產品磁力線穿透管壁在管內形成電場,不必截管安裝及拆卸保養。
• 穿透導磁管壁磁力仍相當強勁,不受補水水質影響,直接除垢、除錄且能防止鍋爐結垢及腐蝕。
• 鍋爐水質之TDS可達3,000 mg/L,排水次數約與化學法相近,甚至還可減量排水週期節省燃料。另用於冷卻循環水系統上,可免除施打葯劑,永不酸洗,排水只需一年換水一次,水質導電高達10萬以上,而系統內部毫無水垢及腐蝕現象,內部形成Fe3O4保護膜,水質且相當清澈
1. 加熱系統:鍋爐、熱水管路、射出成形機、壓模機。
2. 冷卻系統:冷凝器、熱交換器、蒸發器、冷卻循環水管路、冷卻水塔、空壓機冷卻器。
3. 水質淨化系統:自來水廠、人工湖、沉澱池、游泳池、水產養殖場。
4. 引擎燃燒系統:重油引擎、卡車、巴士、汽車、船泊、發電機、挖土機、推土機等燃油引擎。
5. 超勁磁運用在各種引擎數據如下:
蒸氣鍋爐(重油)10〜15%,卡車、巴士(柴油)10〜15%,汽車15〜30%(汽油)。
1. 以性質區分:磁波式除垢器,如永磁式、電子式:非磁波式除垢器,如電子式、電磁式和靜電式。其中,僅永磁式之磁波式除垢器不需外加電源,其餘各類型除垢器均需外加電源,以透過轉化器使之轉變為電離子、電磁場或靜電場。
2. 以安裝方式區分:管外式(外夾式,不需配管)、管內式(內置式及接管式),都必需停機截管。引擎。
常見磁能器類型
型式
外加電源
安裝方式
截管
水流與磁場方向
以不耗能的物理方式,來達到節能減碳的效果,是貫鵬努力的目標,也是目前我們已經達到的果效,在眾多業界的成功案例使用中,我們得出大概的企業節流的數值,也供給需要的企業參考與指教。
能源節約用度節省約
企業投資用度減少約
( 節省的電力可以達到約 )
( 節省的用水可以達到約 )
( 機具的汰換率可以降低約 )
( 企業省下的人力資源約 )