CN108483589B - 处理工业循环冷却水的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理工业循环冷却水的装置。电化学反应器是一个上部为长方体、下底为漏斗形的容器，长方体正面的下部开有进水口，漏斗底部为排泥口，长方体背面的上部开有溢流缝，溢流缝与外接的集水槽连通，集水槽下部开有出水口；正对进水口处的电化学反应器内设有挡水板；两侧电极和中间电极等距垂直镶嵌于电化学反应器的正面和背面的槽内。本发明的电极与电源间的接线方式获得显著简化，电流大幅下降，电源成本降低；电极涂绝缘层或者电极上下放置绝缘隔板使电流效率显著提高，能耗大幅下降；阴极脱垢操作简便，脱垢效率高。它适用于电力，石油，冶金等行业工业循环冷却水的处理，在对工业循环冷却水进行软化的同时，起到杀菌灭藻的作用。
Description
技术领域
本发明涉及水处理的装置，尤其是涉及一种处理工业循环冷却水的装置。
技术背景
电力、石油化工、冶金等行业常需使用大量的循环冷却水。为了防止结垢、减轻腐蚀以及抑制微生物生长繁殖，必须对循环冷却水进行有效处理。长期以来，国内外大多采用投加阻垢剂、缓蚀剂与杀菌灭藻剂等化学药剂的方法对循环冷却水进行处理。虽然化学药剂投加法能较好地解决结垢、腐蚀与微生物生长繁殖等问题，但运行费用高，且易造成二次污染。
近年来，电化学法在循环水处理中的应用日益增多。与化学药剂投加法相比，电化学法具有环境友好、处理效率高、适用范围广和操作简便等突出优点，应用前景广阔。但现有的循环冷却水电化学处理装置仍存在一些缺陷。首先，所有阳极需要连接在一起，所有阴极也需要连接在一起，然后再分别与直流电源的正、负极相连接，电化学装置相对较为复杂，而且通常需要配备大电流直流电源，投资成本相对较高；其次，阴极表面脱垢方法存在操作繁琐、脱垢效率低等问题。
发明内容
为了解决背景技术领域中存在的问题，本发明的目的在于提供一种处理工业循环冷却水的装置，它是一种结构简单，易脱垢，且能高效处理循环冷却水的电化学装置。
本发明采用的技术方案是：
本发明的电化学反应器是一个上部为长方体、下底为漏斗形的容器，长方体正面的下部开有进水口，漏斗底部为排泥口，长方体背面的上部开有溢流缝，溢流缝与外接的集水槽连通，集水槽下部开有出水口；正对进水口处的电化学反应器内设有挡水板；两侧电极和中间电极等距垂直镶嵌于电化学反应器的正面和背面的槽内。
所述两侧电极和中间电极的相邻电极的间距均为2～10 mm，均为板状的DSA电极。
所述两侧电极和中间电极通过深度为3～10 mm的凹槽镶嵌于电化学反应器的正面和背面的槽内。
所述两侧电极和中间电极的上部和下部10～50 mm范围内均涂有绝缘层。
所述两侧电极和中间电极的上部和下部均设有绝缘隔板。
所述两侧电极上端均具有凸出部分，凸出部分钻有小孔，与接线通过螺钉固定连接，接线再分别与电源的正、负极相连，所述中间电极没有接线连接，通电过程中，中间电极的一面为阳极，中间电极的另一面为阴极。
本发明具有的有益效果是：
1)本发明的电极与电源间的接线方式获得显著简化，电流大幅下降，电源成本降低；
2)电极涂绝缘层或者电极上下放置绝缘隔板使电流效率显著提高，能耗因此大幅下降。
3)阴极脱垢操作简便，脱垢效率高。
本发明适用于电力，石油，冶金等行业工业循环冷却水的处理，在对工业循环冷却水进行软化的同时，起到杀菌灭藻的作用。
附图说明
图1是本发明结构原理图。
图2是图1的A-A剖视图。
图3是图1的B-B剖视图。
图中：1、电化学反应器，2、两侧电极，3、中间电极，4、绝缘隔板，5、出水口，6、溢流缝，7、进水口，8、挡水板，9、排泥口，10、集水槽。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明
如图1、图2、图3所示，电化学反应器1是一个上部为长方体、下底为漏斗形的容器，长方体正面的下部开有进水口7，漏斗底部为排泥口9，长方体背面的上部开有溢流缝6，溢流缝6与外接的集水槽10连通，集水槽10下部开有出水口5；正对进水口7处的电化学反应器1内设有挡水板8；两侧电极2和中间电极3等距垂直镶嵌于电化学反应器1的正面和背面的槽内。
所述两侧电极2和中间电极3的相邻电极的间距均为2～10 mm，均为板状的DSA电极。
所述两侧电极2和中间电极3通过深度为3～10 mm的凹槽镶嵌于电化学反应器1的正面和背面的槽内。
所述两侧电极2和中间电极3的上部和下部10～50 mm范围内均涂有绝缘层，或
所述两侧电极2和中间电极3的上部和下部均设有绝缘隔板4(如图1、图2所示)，以防止在处理高电导率原水时电流从中间电极3四周跨越造成电流效率显著下降。
所述两侧电极2上端均具有凸出部分，凸出部分钻有小孔，与接线通过螺钉固定连接，接线再分别与电源的正、负极相连，所述中间电极3没有接线连接，通电过程中，中间电极3的一面为阳极，中间电极3的另一面为阴极。
所述电化学反应器中阴极表面沉积的垢层采用倒极的方式去除。
本发明的工作原理如下：
1)进行工业循环冷却水处理时：
关闭排泥口阀门，打开进水口阀门和出水口阀门，循环冷却水从进水口7输入电化学反应器1，利用挡水板8进行均匀布水，水流自下而上通过电化学反应器1；两侧的DSA电极通过接线分别与直流电源的正、负极相连，中间的DSA电极没有通过接线连接；打开直流电源，对电化学反应器1施加直流电，利用电流密度为10-300 A/m2 的直流电促进水电解，中间的DSA电极一面为阳极，另一面为阴极；利用电解过程中阳极上产生的次氯酸对循环冷却水进行杀菌灭藻；利用阴极上产生的高浓度OH－，与循环冷却水中的HCO3 －、Ca2+ 和Mg2+ 反应分别生成CaCO3 和Mg(OH)2并沉积于阴极表面，将水中的硬度离子去除；处理后的水经溢流缝6流入集水槽10，再由出水口5排出；处理过程中，两个电极产生的气体依靠自身浮力从电化学反应器1顶部排出。
处理高电导率原水时，若未在电极上下10～50 mm范围内涂上绝缘层或者电极上下放置绝缘隔板4，则由于中间电极3上下方电阻小，电流易从中间电极3上下跨越造成电流效率显著下降；而在电极上下10～50 mm范围内涂上绝缘层或者电极上下放置绝缘隔板4后，由于跨越路径变长，电阻增大，电流不易从中间电极3上下跨越，电流效率显著提高。
2)进行阴极脱垢处理时：
当垢层逐渐覆盖阴极表面时，会导致阴极性能失效的问题，因此需要定期对阴极表面进行脱垢处理。让电极完全浸没于溶液中，利用控制器或手动控制互换两侧的DSA电极的极性，中间电极原先的阴极面将成为阳极面，原先的阳极面将成为阴极面；打开直流电源，对电化学反应器1施加直流电，利用电流密度为100～300 A/m2 的直流电促进水电解，原先布满垢层的阴极面将作为阳极产生高浓度H+，H+与垢层内部的CaCO3 和Mg(OH)2反应使其溶解，促成垢层的脱落，脱除的沉淀物从阴极表面转移至水相；脱垢过程中，两个电极产生的气体依靠自身浮力从电化学反应器1顶部排出；脱垢结束后，关闭直流电源，打开排泥口阀门，将脱除的沉淀物从排泥口9排出。
实施例：
硬度约为950 mg/L，电导率为3482 μS/cm，阻垢剂浓度约为2 mg/L的工业循环水采用本发明装置进行处理。该装置包含六块DSA板状电极，电极的尺寸为100 mm×100 mm×2 mm，两电极之间的净间距为10 mm。凹槽深度为5 mm，绝缘隔板宽度为10 mm。
操作条件如下：处理阶段电流密度为75 A/m2，水流速度25 L/h，历时12 h；阴极脱垢阶段电流密度100 A/m2，脱垢时间5 min。电极上部和下部安装绝缘隔板时，出水总硬度为808 mg/L。相比之下，电极上部和下部未安装绝缘隔板时，出水总硬度为847 mg/L。
未安装绝缘隔板时，硬度去除量为950mg/L-847 mg/L=103 mg/L；安装绝缘隔板后，硬度去除量为950mg/L-808 mg/L =142 mg/L，因此安装绝缘隔板后硬度去除量增加了（142-103）/103=37.9%。即安装绝缘隔板时的软化效率较未安装绝缘隔板时增加了37.9%。
Claims (4)
1.一种处理工业循环冷却水的装置，其特征在于：电化学反应器（1）是一个上部为长方体、下底为漏斗形的容器，长方体正面的下部开有进水口（7），漏斗底部为排泥口（9），长方体背面的上部开有溢流缝（6），溢流缝（6）与外接的集水槽（10）连通，集水槽（10）下部开有出水口（5）；正对进水口（7）处的电化学反应器（1）内设有挡水板（8）；两侧电极（2）和中间电极（3）等距垂直镶嵌于电化学反应器（1）的正面和背面的槽内；所述中间电极（3）没有接线连接，通电过程中，中间电极（3）的一面为阳极，中间电极（3）的另一面为阴极；
所述两侧电极（2）和中间电极（3）的相邻电极的间距均为2～10 mm，均为板状的DSA电极；所述两侧电极（2）和中间电极（3）通过深度为3～10 mm的凹槽镶嵌于电化学反应器（1）的正面和背面的槽内。
2.根据权利要求1所述的一种处理工业循环冷却水的装置，其特征在于：所述两侧电极（2）和中间电极（3）的上部和下部10～50 mm范围内均涂有绝缘层。
3.根据权利要求1所述的一种处理工业循环冷却水的装置，其特征在于：所述两侧电极（2）和中间电极（3）的上部和下部均设有绝缘隔板（4）。
4.根据权利要求1所述的一种处理工业循环冷却水的装置，其特征在于：所述两侧电极（2）上端均具有凸出部分，凸出部分钻有小孔，与接线通过螺钉固定连接，接线再分别与电源的正、负极相连。
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