循環(huán)冷卻水低壓電化學(xué)處理裝置及工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及循環(huán)冷卻水水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)，具體涉及循環(huán)冷卻水低壓電化學(xué)處理裝置及工作方法，屬于水處理及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，循環(huán)冷卻水水質(zhì)穩(wěn)定處理主要采用化學(xué)方法，通過向循環(huán)冷卻水中添加阻垢劑、緩蝕劑和殺菌滅藻劑防止水垢沉積、過水部件腐蝕和細菌藻類繁殖的發(fā)生，化學(xué)方法運行管理復(fù)雜、藥劑成本高、排放的濃水污染環(huán)境。上世紀70年代電化學(xué)處理裝置開始在循環(huán)冷卻水穩(wěn)定處理中應(yīng)用，目前我國推廣應(yīng)用的電極可再生的電化學(xué)處理裝置主要為以色列和日本生產(chǎn)，電化學(xué)處理循環(huán)冷卻水只消耗電就能阻止水垢生成、防止腐蝕發(fā)生、抑制菌類藻類生長，實現(xiàn)循環(huán)冷卻水的水質(zhì)穩(wěn)定和高濃縮倍數(shù)運行。以色列和日本電化學(xué)處理裝置運行電壓為10?20V，陽電極損耗速度快。以色列電化學(xué)處理裝置陰極板采用機械刮垢再生，效果不穩(wěn)定；日本電化學(xué)處理裝置采用倒換電極的方法使沉積在陰極板的垢脫落，再生效果較好，但陰極板和陽極板均損耗嚴重，極板更新費用高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有循環(huán)冷卻水電化學(xué)處理裝置的缺點，本發(fā)明提供一種低壓電化學(xué)處理裝置和工作方法，以降低循環(huán)冷卻水硬度、防止過水部位腐蝕、抑制細菌藻類繁殖，實現(xiàn)電化學(xué)處理裝置低費用穩(wěn)定運行。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
循環(huán)冷卻水低壓電化學(xué)處理裝置，包括反應(yīng)器殼體、端蓋、進水管及進水電控閥、出水管、排污管及排污電控閥、管狀內(nèi)極板、管狀外極板、反應(yīng)器控制及電源箱、支架、結(jié)晶促進劑箱、計量泵和混合器；反應(yīng)器殼體和端蓋構(gòu)成電化學(xué)反應(yīng)空間，反應(yīng)器殼體和端蓋為碳鋼材料，組成電解反應(yīng)空間的與水接觸的部位噴涂防水絕緣涂層，反應(yīng)器殼體內(nèi)壁固定管狀外極板，通過端蓋下端的內(nèi)極板支架管狀內(nèi)極板固定在端蓋上，管狀外極板和管狀內(nèi)極板分別通過外極板導(dǎo)線和內(nèi)極板導(dǎo)線與反應(yīng)器控制及電源箱接通；計量泵通過加藥管與混合器接通，混合器串接在進水管上。
[0005]循環(huán)冷卻水低壓電化學(xué)處理裝置工作方法，包括工作和再生兩個環(huán)節(jié)，交替進行。在工作環(huán)節(jié)循環(huán)冷卻水由進水管流經(jīng)混合器與結(jié)晶促進劑混合后，流入殼體和端蓋組成的電化學(xué)反應(yīng)空間，在管狀內(nèi)極板和管狀外極板構(gòu)成的環(huán)形電場內(nèi)發(fā)生恒定低電壓電解反應(yīng)，在電場和結(jié)晶促進劑的雙重作用下其中一個極板表面形成水垢沉積，出水硬度下降，電解反應(yīng)還產(chǎn)生出少量Cl2、03等強氧化物質(zhì)。隨著極板上沉積的水垢數(shù)量增加，兩極板間電阻逐步升高，極間電流降低，當電流降至設(shè)計值，反應(yīng)器控制及電源箱指令電化學(xué)處理由工作環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)入再生環(huán)節(jié)，進水電控閥關(guān)閉，進水停止，管狀內(nèi)極板和管狀外極板所接直流電源極性自動倒換，極板上沉積的水垢逐漸脫落，積垢脫落完畢，排污電控閥自動打開，排出水垢，而后進水電控閥打開，循環(huán)冷卻水進入電解反應(yīng)空間，下一個工作環(huán)節(jié)開始。
[0006]本發(fā)明的益處是，電化學(xué)處理采用2.5?5V直流電源，并在進水中添加結(jié)晶促進劑，使極板表面在低電流強度條件下出現(xiàn)水垢沉積，實現(xiàn)電極可靠再生，電極壽命得到提聞。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)圖。
[0008]圖中零部件及編號:
1一夕卜極板導(dǎo)線；2—端蓋；3—螺栓；4一出水管；
5—外極板固定尼龍螺栓；6—絕緣涂層；7—管狀內(nèi)極板；
8一管狀外極板；9一反應(yīng)器殼體；10—支架；
11 一排污電控閥；12—排污管；13—排污閥控制導(dǎo)線；
14一結(jié)晶促進劑箱；15—計量泵；16—加藥管；
17—進水電控閥；18—進水管；19一混合器；
20—進水閥控制導(dǎo)線；21—反應(yīng)器控制及電源箱；
22—內(nèi)極板固定尼龍螺栓；23—內(nèi)極板支架；24—密封墊圈；
25—導(dǎo)線防水接頭；26—內(nèi)極板導(dǎo)線；27 —內(nèi)極板接線柱；
28—外極板接線柱。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0010]循環(huán)冷卻水低壓電化學(xué)處理裝置，包括反應(yīng)器殼體9、端蓋2、進水管18及進水電控閥17、出水管4、排污管12及排污電控閥11、管狀內(nèi)極板7、管狀外極板8、反應(yīng)器控制及電源箱21、支架10、結(jié)晶促進劑箱14、計量泵15和混合器19 ;端蓋2用螺栓3固定在反應(yīng)器殼體9上端，密封墊圈24夾在端蓋2和反應(yīng)器殼體9之間構(gòu)成電化學(xué)反應(yīng)空間，反應(yīng)器殼體9和端蓋2為碳鋼材料，組成電化學(xué)反應(yīng)空間的與水接觸的部位噴涂防水絕緣涂層6，反應(yīng)器殼體內(nèi)壁上用外極板固定尼龍螺栓5固定管狀外極板8，通過端蓋2下端面焊接的內(nèi)極板支架23管狀內(nèi)極板7用內(nèi)極板固定尼龍螺栓22與端蓋2固聯(lián)，管狀外極板8和管狀內(nèi)極板7分別通過外極板導(dǎo)線1、外極板接線柱28和內(nèi)極板導(dǎo)線26、內(nèi)極板接線柱27與反應(yīng)器控制及電源箱21接通，外極板導(dǎo)線1、內(nèi)極板導(dǎo)線26通過導(dǎo)線防水接頭25穿過端蓋2 ；計量泵15通過加藥管16與混合器19接通，混合器19串接在進水管18上。如圖1所示，管狀內(nèi)極板7、管狀外極板8為鈦合金材質(zhì)，分別與反應(yīng)器控制與電源箱21的電源輸出端通過內(nèi)極板導(dǎo)線26和外極板導(dǎo)線1接通，電源為直流輸出，且輸出接線柱極性由反應(yīng)器控制與電源箱21內(nèi)部的控制系統(tǒng)控制自動倒換；管狀外極板8表面電流密度0.3?0.5mA/cm2，管狀內(nèi)極板7表面電流密度0.4?0.65mA/cm2，兩極板間的直流電壓可在2.5?5V范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整，調(diào)整完成即恒定在調(diào)定電壓工作；反應(yīng)器殼體9和端蓋2與水接觸面均涂防水絕緣涂層6，避免電流通過產(chǎn)生水垢附著和電化學(xué)腐蝕；反應(yīng)器殼體9下端部焊有3條支架10。進水管18設(shè)在反應(yīng)器殼體9的下部，前端串接進水電控閥17，后端串接混合器19 ；出水管4設(shè)在反應(yīng)器殼體9的上部，并與進水管18相對，從而保證循環(huán)冷卻水在反應(yīng)器中的停留時間。排污管12設(shè)在反應(yīng)器殼體9的底部中心，并串接排污電控閥11。計量泵15從結(jié)晶促進劑箱14中抽取結(jié)晶促進劑，并通過加藥管16壓入混合器19中，均勻混入循環(huán)冷卻水中。計量泵15的加藥量可在0?6L/h范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整。進水電控閥17、排污電控閥11為電動閥或電磁閥，分別通過進水閥控制導(dǎo)線20和排污閥控制導(dǎo)線13與反應(yīng)器控制及電源箱21連接。進水電控閥17為常開型，排污電控閥11為常閉型。反應(yīng)器控制及電源箱21由可編程控制器(PLC)和高精度穩(wěn)壓直流電源組成，控制進水電控閥17、排污電控閥11的開閉，為電解反應(yīng)提供電能，并適時倒換輸出接線柱極性。在循環(huán)冷卻水低壓電化學(xué)處理裝置運行時，兩極板間施加的電壓可在2.5?5V范圍內(nèi)任意設(shè)定，設(shè)定完成后在設(shè)定值恒定運行。與反應(yīng)器控制及電源箱21陰極接線柱接通的極板表面附近氫氧根離子及碳酸根離子濃度升高，PH值9.5以上，水中的鈣、鎂離子與氫氧根離子和碳酸根離子發(fā)生反應(yīng)，生成氫氧化鈣、、氫氧化鎂、碳酸鈣等難溶鹽，以水垢形式沉積在極板表面。與反應(yīng)器控制及電源箱21陽極接柱接通的另一極板表面電流將水中的氯離子轉(zhuǎn)化成氯氣和游離氯，并產(chǎn)生出少量臭氧、雙氧水等氧化性物質(zhì)。
[0011]循環(huán)冷卻水低壓