CN113121023A - 一种循环冷却水中钙盐的环保利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种循环冷却水中钙盐的环保利用方法，其特征在于：包括如下步骤：S1，通过电化学吸垢器将循环冷却水中的钙离子沉积形成碳酸钙并提取出来；S2，将提取出的碳酸钙和煤相混合制成混合物；S3，将前一步骤制成的混合物用作燃料进行燃烧。该发明将循环冷却水中的钙盐进行沉积解决了冷却水结垢产生的问题，通过将钙盐和煤的混合，在煤的燃烧中起到去除二氧化硫的作用，既解决了传统冷却水除垢后形成的水垢成为固体废弃物污染环境的问题，又解决了煤燃烧中二氧化硫污染大气的问题，实现了冷却水中钙的环保利用。
Description
技术领域
本发明涉及水处理，尤其是一种循环冷却水中钙盐的环保利用方法。
背景技术
大型工厂在生产过程中都会需要冷却水来对热交换设备进行冷却，不循环的冷却水会造成水资源的浪费，现有的冷却水都采用能够循环的冷却水，而循环冷却水在使用过程中，随着冷却水的蒸发浓缩，含盐量逐渐增加，水中的钙浓度越来越高，常常会出现结垢，结垢又会导致设备的能耗升高，增加工厂的碳排放。于是在生产中就都会采用不同的方法来对循环冷却水进行除垢处理，通过对循环冷却水的除垢处理，确保了热交换设备的正常运转，但随之而来的就是除垢处理产生的水垢形成了固体废弃物，对环境造成了污染。同时在煤化工、电力和钢铁工业中都会用煤作为燃料，煤燃烧产生的二氧化硫会排入大气中，对大气产生污染。
发明内容
针对现有的不足，本发明提供一种循环冷却水中钙盐的环保利用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种循环冷却水中钙盐的环保利用方法，包括如下步骤：
S1，通过电化学吸垢器将循环冷却水中的钙离子沉积形成碳酸钙并提取出来；
S2，将提取出的碳酸钙和煤相混合制成混合物；
S3，将前一步骤制成的混合物用作燃料进行燃烧。
作为优选，所述碳酸钙在混合物中的重量百分比不超过5％。
作为优选，所述电化学吸垢器中循环冷却水的流速为1.5-3m/s，所述电化学吸垢器的工作电流为20-30A的变频脉冲直流电，每隔至少10h后通过改变电化学吸垢器阴阳极的极性将沉积在阴极上的碳酸钙脱除。
作为优选，所述电化学吸垢器包括控制主机、与控制主机电性连接的电解槽，所述电解槽设置在循环冷却水水池中或与循环冷却水的流通管道相连接导通。
作为优选，所述电解槽包括设有进水口和出水口的绝缘箱体、设置在绝缘箱体内的与控制主机电性连接的阳极和阴极，所述绝缘箱体的底部设置有排垢口，所述排垢口上安装有排污阀，所述排污阀通过管道与污泥脱水设备相连。
作为优选，所述阳极和阴极均设置有多个，并以交错平行间隔排列的方式固定连接在绝缘箱体中。
作为优选，所述绝缘箱体的底部设置有截面成锥形的凹槽，所述排垢口设置在凹槽的槽底。
作为优选，所述绝缘箱体上设置有电控的刮垢装置，所述电控刮垢装置用于刮除在阴极反应区形成的碳酸钙。
作为优选，所述阴极是钛基涂层电极。
作为优选，所述进水口设置在绝缘箱体的下部，所述出水口设置在绝缘箱体的上部。
本发明的有益效果在于：该发明将循环冷却水采用电化学吸垢器进行电化学处理，电化学方法避免了阻垢剂、缓蚀剂以及其它药剂的加入，对环境更友好，操作简单，更利于环保经济，同时将处理后产生的碳酸钙与煤混合形成新的煤燃料，其在燃烧过程中碳酸钙就会与煤燃烧形成的二氧化硫反应形成硫酸钙，避免了二氧化硫对大气的污染，既解决了处理循环冷却水时所产生的水垢的处理问题，又解决了煤燃烧产生的二氧化硫对大气的污染问题。
附图说明
图1是本发明实施例的流程框图；
图2是本发明实施例水处理的装置示意图；
图中零部件名称及序号：1-控制主机 2-电解槽 20-进水口 21-出水口 22-绝缘箱体 23-阳极 24-阴极 25-排垢口 26-排污阀 27-凹槽 3-循环冷却水水池 4-刮垢装置5-热交换设备。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明作进一步说明，进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。此外，本发明中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等，仅是参考附加图示的方向，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明，而不是指示或暗指本发明必须具有的方位，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例，如图1中所示，一种循环冷却水中钙盐的环保利用方法，包括如下步骤：
S1，通过电化学吸垢器将循环冷却水中的钙离子沉积形成碳酸钙并提取出来，电化学吸垢器是利用电化学的方法来处理水的装置，可采用现有的任意一种吸垢器，采用电化学方法就避免了阻垢剂、缓蚀剂以及其它药剂的加入，对环境更友好，操作简单，更利于环保经济，其中就包括有两个过程，即集垢过程和除垢过程，集垢即将冷却水中的钙盐沉积形成水垢，除垢即除去冷却水中所形成的水垢，在集垢过程中，循环冷却水进入电化学吸垢器中，电化学吸垢器的阴阳极通电促进电化学反应，此时在电化学吸垢器中循环冷却水的流速为1.5-3m/s，避免在处理过程中阴阳极附近的离子浓度产生过大的变化，保证水中离子浓度的均衡，确保处理过程的正常进行，所述电化学吸垢器的工作电流为20-30A的变频脉冲直流电，每隔至少10h后通过改变电化学吸垢器阴阳极的极性将沉积在阴极上的碳酸钙脱除，在集垢经过一段时间后，在阴极就会形成大量的碳酸钙沉积，在沉积逐渐变厚时，阴极的除垢性能就会随之降低，装置的能耗一会因为阴极电阻增大而升高，此时就需要对碳酸钙沉积予以去除，通过电路控制对现有的阴极和阳极的极性进行更换，即将原有的阳极变换为阴极，原有的阴极变换为阳极，持续时间5-30min，利用高电流促进水的电解，阴极表面通过析氢反应快速产生大量氢气，在氢气作用下，沉积层就开裂，松动，把原来阴极上吸附的水垢缓慢脱除，脱落的沉积物就落入电解槽中，这样的电极极性的改变每隔至少10小时以上进行一次，即在集垢运行10h以上后，进行一次除垢，除垢完毕就又开始集垢，集垢和除垢循环往复，在经过多次的循环后冷却水中的钙就形成碳酸钙被沉积并提取出来，避免了冷取水在冷却过程中，其中的钙沉积在热交换设备上，影响热交换设备的运转；
S2，将提取出的碳酸钙和煤相混合制成混合物，碳酸钙就被掺入煤场的磨煤机与煤混合形成混合物，混合后，碳酸钙在混合物中的重量百分比不超过5％，这样加入的碳酸钙就不会影响到煤的燃烧；
S3，将前一步骤制成的混合物用作燃料进行燃烧，其在燃烧过程中碳酸钙就会与煤燃烧形成的二氧化硫反应形成硫酸钙，避免了二氧化硫对大气的污染，既解决了处理循环冷却水时所产生的水垢的处理问题，又解决了煤燃烧产生的二氧化硫对大气的污染问题，对循环冷却水中的钙盐进行了经济环保的处理应用。
进一步的改进，如图2中所示，所述电化学吸垢器包括控制主机1、与控制主机1电性连接的电解槽2，所述电解槽2设置在循环冷却水水池3中或与循环冷却水的流通管道相连接导通，即控制主机1是控制电解槽2的运转的，其和循环冷却水是不接触的，是设置在电解槽2外的，控制主机1就通过导线与电解槽2的阴阳极电性连接，电解槽2的阴阳极上则设置相应的接线柱来连接导线，同时控制主机1还可以通过有线或无线通信连接智能终端，在智能终端上通过相应的程序对控制主机1进行操控，循环冷却水通入电解槽2中，此时根据不同的应用需求，可以将电解槽2直接设置在循环冷却水水池3中，在循环冷却水的源头对其进行处理，方便设置也便于其维修更换，也可以是将电解槽2设置在循环冷却水的流通管道上对其进行处理，此时无论哪种设置方式，电解槽2都包括设有进水口20和出水口21的绝缘箱体22、设置在绝缘箱体22内的与控制主机1电性连接的阳极23和阴极24，阴极24选择钛基涂层电极，确保电极良好的催化活性和耐腐蚀性，使用寿命更长,进水口20设置在绝缘箱体22的下部，出水口21设置在绝缘箱体22的上部，就使得水在电解槽2中能形成一种从下往上的流动状态，确保电解槽2中水中离子浓度的均匀性，循环冷却水就从绝缘箱体22的进水口20流入绝缘箱体22中进行集垢和除垢处理，然后经过处理的水就通过绝缘箱体22的出水口21流出对热交换设备5进行冷却，所述绝缘箱体22的底部设置有排垢口25，所述排垢口25上安装有排污阀26，所述排污阀26通过管道与污泥脱水设备相连，循环冷却水中经过集垢除垢后形成的碳酸钙在重力作用下就沉积在绝缘箱体22的底部，这样通过排垢口25就可以将沉积下来的碳酸钙排出，而为了利于碳酸钙在绝缘箱体22的沉积，所述绝缘箱体22的底部设置有截面成锥形的凹槽27，排垢口26设置在凹槽27的槽底，这样碳酸钙就在水流的流体惯性离心力和自身重力作用下就会沿着锥形表面堕入凹槽27中，排垢口25上的排污阀26就用来控制排垢口25的开合，在集垢除垢过程中，排污阀26处于关闭状态，需要进行排出碳酸钙时就打开排污阀26，然后通过与排污阀26相连接导通的污泥脱水设备将碳酸钙从电解槽2中排出，比如利用污泥泵或者潜水泵将水垢和水的混合物抽排到过滤器中，然后通过过滤器将水和垢分离。而在电解槽2中，为了方便快速高效的将循环冷却水进行处理，所述阳极23和阴极24均设置有多个，并以交错平行间隔排列的方式固定连接在绝缘箱体22中，即两个阳极23之间设置一个阴极24，两个阴极24之间设置一个阳极23，且所有电极都是相平行间隔设置的，它们之间的间隔是等间隔的。
进一步的改进，如图2中所示，对于除垢过程中的除垢来说，除了在阴极24通过脉冲电流来进行除垢外，在绝缘箱体22上还可以设置电控的刮垢装置4，所述刮垢装置4用于刮除在阴极24反应区形成的碳酸钙，该电控的刮垢装置4就采用电控的刮刀和/或喷嘴来实现，其在绝缘箱体22内可以升降，需要刮垢时下降，不需要时就升高，不会影响到电解槽2的使用。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种循环冷却水中钙盐的环保利用方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1，通过电化学吸垢器将循环冷却水中的钙离子沉积形成碳酸钙并提取出来；
S2，将提取出的碳酸钙和煤相混合制成混合物；
S3，将前一步骤制成的混合物用作燃料进行燃烧。
2.根据权利要求1所述循环冷却水中钙盐的环保利用方法，其特征在于:所述碳酸钙在混合物中的重量百分比不超过5％。
3.根据权利要求1所述循环冷却水中钙盐的环保利用方法，其特征在于:所述电化学吸垢器中循环冷却水的流速为1.5-3m/s，所述电化学吸垢器的工作电流为20-30A的变频脉冲直流电，每隔至少10h后通过改变电化学吸垢器阴阳极的极性将沉积在阴极上的碳酸钙脱除。
4.根据权利要求1所述循环冷却水中钙盐的环保利用方法，其特征在于:所述电化学吸垢器包括控制主机、与控制主机电性连接的电解槽，所述电解槽设置在循环冷却水水池中或与循环冷却水的流通管道相连接导通。
5.根据权利要求4所述循环冷却水中钙盐的环保利用方法，其特征在于:所述电解槽包括设有进水口和出水口的绝缘箱体、设置在绝缘箱体内的与控制主机电性连接的阳极和阴极，所述绝缘箱体的底部设置有排垢口，所述排垢口上安装有排污阀，所述排污阀通过管道与污泥脱水设备相连。
6.根据权利要求5所述循环冷却水中钙盐的环保利用方法，其特征在于:所述阳极和阴极均设置有多个，并以交错平行间隔排列的方式固定连接在绝缘箱体中。
7.根据权利要求5所述循环冷却水中钙盐的环保利用方法，其特征在于:所述绝缘箱体的底部设置有截面成锥形的凹槽，所述排垢口设置在凹槽的槽底。
8.根据权利要求4所述循环冷却水中钙盐的环保利用方法，其特征在于:所述绝缘箱体上设置有电控的刮垢装置，所述电控刮垢装置用于刮除在阴极反应区形成的碳酸钙。
9.根据权利要求4所述循环冷却水中钙盐的环保利用方法，其特征在于:所述阴极是钛基涂层电极。
10.根据权利要求4所述循环冷却水中钙盐的环保利用方法，其特征在于:所述进水口设置在绝缘箱体的下部，所述出水口设置在绝缘箱体的上部。
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| 赵丹丹等: "电解技术在循环冷却水处理中的应用研究进展", 《热力发电》 * |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210716 |
|
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