滷水.醇醛酸.反應.探討

工程技術/商機技術/奪標技術　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　大綱　內容

相關檔案：1. 腐蝕測試.SOP　　　　　　2. 腐蝕試片　　　　　　3. 腐蝕照片

總彙系列：1.CNS/EER/積垢/熱傳熱力綜合系列、2.CNS/EER系列/應用、3.總彙.水處理化工技術、4.總彙.水處理術語、5.EER工程.文章總彙、6.E平台-水處理技術

水處理技術系列：1.空調水質污染計算、2.EER問題與改善方法.原理、3.化工技術解說(1)、4.化工技術解說(2)、5.空調技師-水處理設計技術、6.水處理.實用技術及市場狀況

CNS系列檔案：CNS、AHRI技術、CNS、AHRI技術要點、EER節能技術90%、空調主機EER量測驗證實務技術、EER全年確效技術、冰機EER.基準值技術及運用SOP

EER與積垢浪費檔案：EER訪測.中技社、綠基會實測、費用展開表、LCC 20年比較表、積垢與LMTD公式演算

工程效益系列：費用展開表、工程經濟效益評比、偷工減料、損害業主權益

EER改善成效檢驗系列：懶人包(0)、(1)、(2)、穩態EER技術(1)、(2)

成效驗析實務系列：EER驗證分析實務(1)、(2)、EER驗證分析系統畫面

趨近溫度系列：趨近溫度的謬思(1)、(2)、(3)原來一直都錯了、(4)謬思的實證

防蝕效益系列：1. 冷卻水處理腐蝕率標準、2. 水處理防蝕經濟效益技術

腐蝕系列：1.腐蝕測試.SOP、2.腐蝕試片、3.腐蝕照片

法令系列：1水處理採購與法令、2水處理與能源管理法、3水處理與技師法、4.EER工程帶動空調產業發展、5.ESCO產業發展的契機、6水處理與偽造文書、7承商水處理技術

業主系列：1主機EER改善.第一步、2業主進階技術、3基本功、4.CUS/EUS發包範例.解說、5業主再進階技術、6運轉EER改善專案、7精明購買家.知識經濟、8水處理送審範例解說

監造系列：搶標下.業主監造技術(1)、(2)、(3)

【大綱】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　TOP　BOTTOM

一、前言
二、化學基本知識與素養　　　　　　　　　　　　　　　A.醇醛酸之結構式
　B.中文名稱及其中文式　　　　　　　　　　　　　　　C.化學反應
　　1.醇醛酸化學反應　　　2.醇醛酸官能基的化學反應　　　3.二元醇醛酸官能基的半反應
三、滷水每期需求量添加的操控技術
　A.滷水pH變化的掌握　　　　　　　　　　　　　　　　B.難掌握下的處理對策
四、專業認證的助力　　　　　　　　　　　　　　　　　　五、儲冰空調系統

【主文】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　TOP　BOTTOM

一、前言

滷水通常含25～30％的乙二醇，乙二醇容易被空氣氧化成乙二醛及乙二酸（草酸）。乙二酸的酸性比醋酸（乙酸）強10,000倍，是有機酸中的強酸。遺憾的是，空調技師並未具備化工技能，對酸性這麼強的滷水變性缺少警覺，以致於相當多的儲冰系統被廢棄不用，實在可惜。

本文探討滷水乙二醇的醇→醛→酸反應其過程，由分子式結構式等較易明白的方式切入。具備滷水腐蝕的化學基本知識與素養，就可掌握水處理所需的技術品項、功能、強度及劑量...等需求，現行運作屬於「沒有正確要求等同於嚴重缺失」，本文提供簡要可行的方向及作法。

二、化學基本知識與素養

A. 醇醛酸之結構式

乙二醇結構式　乙二酸結構式

球棍模型圖片來源：網路，以下為結構簡式

乙二醇乙二醛乙二酸

醇醛酸的反應依次如右：　　　乙二醇→乙二醛→乙二酸(參見二C1節)

特別注意其二元官能基依次如後：醇HO-R-R’ -OH，醛HOC-R-R’ -CHO，酸HOOC-R-R’ -COOH。其中R、R’ 均為有機物鏈結物。

B. 中文名稱及其中文式

C. 化學反應

1. 醇醛酸化學反應

乙二醇容易被空氣氧化成乙二醛及乙二酸。茲以單元官能基的乙醇被氧化成乙醛及乙酸的化學反應式如下：

乙醇生成乙醛及乙酸的反應式如下：

乙酸結構式如右

醇醛酸單元官能基依次如後：醇R-OH，醛R-CHO，酸R-COOH。其二元官能基依次如後：醇HO-R-R’ -OH，醛HOC-R-R’ -CHO，酸HOOC-R-R’ -COOH。其中R、R’ 均為有機物鏈結物。

二元官能基的乙二醇繪製結構式再繪製其反應式，就顯得複雜。讀者可在腦中先熟悉醇醛酸單元官能基的反應式，等到熟習之後，自行演變成二元官能基的反應式，就是水到渠成的事了。

乙二醇(HO-CH₂-CH₂-OH)→乙二醛(O=CHCH=O)→乙二酸(HOOC-COOH)

2. 醇醛酸官能基的化學反應

由於氧原子核的負電性非常強大，所以極性亦強，其附近的氫容易在氧化劑(如：氧氣等)存在時，受到作用而產生反應。以下虛線說明乙醇官能基被氧化成乙醛和水的過程。 

3. 二元醇醛酸官能基的半反應

乙二醇有二個官能基，有時接觸氧化劑並非完全平均，故有乙醇醛、乙醇酸、乙醛酸這些中間產物存在。但醛至酸的反應速率相對於醇至醛的反應速率快多了，所以醛類存在的機率、半反應及濃度小多了。

乙二酸的共軛氫鍵與π 鍵

由上式，分別各a、b二處，其中a處為單鍵之OH，b處為雙鍵之O，但因分子內之氫鍵使得羧酸官能基上本來已有的共軛π 鍵更容易在a、b二處形成更穩定的共軛鍵，亦即比單一羧酸官能基更穩定、更容易形成。

三、滷水每期需求量的添加技術

簡言之，乙二醇容易被空氣氧化成乙二酸（草酸），或乙醇酸、乙醛酸這些中間產物存在。所以，腐蝕控制若未考慮在相當強的酸性環境的抑制性能，而這酸性強度隨著時間而變化，亦即腐蝕抑制濃度添加不能像現行“ 加一次就不管它” 這樣的模式，必須建立每個月的乙二酸、乙醇酸、乙醛酸的改變，第一次添加後前期已經反應作用掉的數量及濃度、現行殘餘量是否足夠下一期的有機酸增加量，計算每期需求量，添加後本期維持的腐蝕抑制濃度。

A. 滷水pH變化的掌握

這項變化的掌握難度極高，因為至今尚無一家水處理廠商實際檢測乙二醇酸化的實際情形，特別是水處理廠商對儲冰系統的運作實況不夠深入，在隔行如隔山的人性科學制約權能原理下，廠商眼見所需投入的研發成本無法回收，為爭取訂單在毫無實驗數據之下，只能草率提出，否則就依照技師規範數據，這二種情況下，每期精確化學劑量勢必有相當落差，空調業界又無法提出設計規範(亦即必須提出細部設計內容，這就考驗空調技師的化工專業度)。換句話說，如果連具備化工專業的水處理廠商都難以提供每期正確劑量，遑論空調技師了，這種落於三不管地帶的窒礙難行之處，空調技師若逞強提出設計規範，將有違法之虞，且設計規範是白紙黑字的證物；若不提出，恐怕業主及PCM亦難通過。這是二難之局面，所以30多年來就沿襲「多一事不如少一事」的沉默，但磁能鈍水機就解決這二難之局面。

B. 難掌握下的處理對策

化學處理有二層困難，其一，已加入的劑量消耗的程度(殘餘濃度)；其二，過程的pH變化，簡化來說：3、6、9、12個月後的pH值。綜合這二層面向的技術難度，就是初期添加量應該多少，如何計算。目前所知的專業水處理廠商估算的依據都是「亂猜」，因為沒有真正做過實驗及研發獲得科學數據。所謂經驗也是猜測估計，這就是專業水處理廠商的對策。以結果論成敗，就是空調界尚未有超過十年的劑量控制成功案例。

優良對策：磁能鈍水機的腐蝕控制成效優異，其磁化強度高，形成水磁化誘導的四氧化三鐵穩定性極佳，充分抗蝕性佳，已有超過十年的個案實績，理論與實務交互配合。

四、專業認證的助力

前述判斷這是空調技師該有的基本常識範圍，加上水處理廠商的專業技能，而水處理廠商的專業技能則由該廠商自行提供專業認證，較屬可行。

空調技師若欲撈過界來認證水處理廠商是否具專業技能，這是不合情理的。此不言自明，已有二三十位技師先進提出或認同。簡言之，空調技師並未具備足夠水處理專業技能，自然其認證依法屬無效，若強行認證更屬違法。也就是說，水處理成效不彰的主因是，水處理的理論不清不楚，實務的關鍵技術更沒有掌握，這都是水處理專業技能不足所呈現的亂象。

五、儲冰空調系統 

儲冰空調系統本應可以更加發揮其優異尖峰負載轉移的功能，可惜滷水腐蝕操作控制不佳，管路相關組件的嚴重腐蝕，維護成本高昂，使得經濟效益大幅下降，操作者望之卻步；水處理廠商須具專業技能，且認證合格，才能協助儲冰系統發揮功能；磁能鈍水機就解決這二難之局面，已有十多年成功實績。筆者不揣淺陋，提供本篇及相關專業文章，歡迎空調技師及工程公司批評指教。

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