1.循环水系统常见问题
冷却循环水系统在运行过程中,由于蒸发作用和冷却循环水不断与大气、粉尘、设备等接触,水中的物质含量、离子浓度越来越高,水质指标也会持续飙升,当达到一定的浓度时,循环系统的换热器,冷凝器、管道以及冷却塔均会出现结垢、腐蚀、菌藻滋生、粘泥附着等问题,同时以上3类问题通常为伴生关系存在,即水质离子浓度高形成水垢,水垢会减速水量并在金属与水垢的缝隙中滋生噬铁菌,从而形成腐蚀。
2.循环水系统常见问题的危害
(1)结垢后会产生垢下细菌腐蚀,增加维修量,缩短相关冷却设备的使用寿命;
(2)结垢会降低热交换效率,降低冷却效果,热交换效率可相差40倍以上;
(3)结垢会导致工艺用水的温度升高3~8℃,很难使设备在**温度工作,从而严重影响设备的工作效率;
(4)结垢会产生垢下腐蚀,大量浪费电能,大量增加维修、维护费用。
3.药剂法处理的缺点
(1)药剂的量很难控制,用量过大对整个设备和管道的损害非常大,用量过少没有除垢效果,不能很好降低凝汽器的温度,也很难实时监控,pH值太高,水质偏碱,管道容易结垢;pH值太低,水质偏酸,管道容易腐蚀;
(2)大部分的细菌都会产生抗药性,导致药剂失效;
(3)部分药剂容易使循环水酸化,PH 不断降低,水的酸性就越强,循环水就越容 易腐蚀管道和换热器,导致整个循环水系统管道穿孔从而不能正常运转,严重影响公司生产。
4.设备原理
(1)冷却水从进水阀进入反应室内,在阴极附近和阳极附近经过电化学作用发生下列反应:
① 在阴极(反应室内壁)附近产生大量氢氧根离子(OH-),形成一个强碱性环境。在邻近反应室壁的扩散层内,强碱性环境扰乱了水垢的化学平衡。
② 同时阴极的电流导致溶解的重金属离子形成沉淀,沉到反应室底部。
③ 在阳极附近,氯离子被电解氧化生成游离氯或者次氯酸。
④ 在阳极附近同时生成氢氧根自由基、氧自由基、臭氧以及双氧水,这些物质进一步强化了反应室内和整个水系统的杀菌灭藻效果。
⑤ 悬浮物(SS)在电场的作用下失稳,絮凝沉淀到反应室底部。
⑥ 在二氧化硅结垢的场合,加装SCP电解系统用来防止二氧化硅沉淀。
(2)除垢过程当电化学设备工作时间达到设定值,控制系统就启动自动刮垢、排污和清洗程序。进水阀门自动关闭,同时排污阀门开启,电机启动刮刀刮掉反应时内壁的软质水垢,与沉淀物一起排出反应室。然后进水阀门开启,刮刀运动,将水垢和沉淀物彻底清洗干净。大约2-5分钟后,排污阀门自动关闭,电化学设备恢复正常工作。
(3)采用电化学设备处理循环水时,无添加任何化学药剂(特殊水质除外),因此可减少化学药剂所带来的腐蚀。
(4)设备在电解时能将绝大部分氯离子被电解生成次氯酸、氯自由基等强氧化型杀菌剂,用于杀菌、灭藻剥离黏泥,同时也可将部分氯离子电解成氯气飘散掉,*终排出循环水系统,从而能减少氯离子对管道、凝气器、油冷器等设备的腐蚀。
(5)电解过程中产生的氢氧根离子、羟自由基和活性氧可促进管道内壁和各种换热器内壁的亚铁离子和铁离子*终生成产四氧化三铁(Fe3O4)致密磁铁保护膜,该磁铁膜可隔开管壁和水以及菌泥的得接触,从而阻止管道和换热设备的进一步腐蚀。
(6)该电化学设备还具有很强的阻垢效果,在设备电解过程中可将水中的暂时硬度转变成**硬度,在一定条件下,电流越大转换效率越高(暂时硬度受热易分解,生产碳酸钙垢,从而结到换热器和管道内壁上),同时在足够强的电场力下,水中常态下缔合水分子会被撕裂成单个阻垢水分子(见下图:电化学阻垢示意图),他们能按极性吸附在正负离子的周围,形成水合(络合)离子,随水流做定向移动,阻止成垢离子(Mg2+、Ca2+、CO32-等)不能形成水垢,电流越强,产生的阻垢水分子越多,防垢效果就越好。因此可实现整个循环水系统除垢、防垢效果。
(7)电化学设备投运后,会发生复杂的电解反应,可把水中的铁离子和亚铁离子电解生产天然的絮凝剂和混凝剂(如:氢氧化铁、氢氧化亚铁、硫酸铁等),该絮凝剂和混凝剂可以很好的降低循环水浊度和黏泥,防止凝汽器和管道沉积物的沉积,阻止结垢。
5.电化学主要产出物
阴极产物:碳酸钙、氢氧化钙、氢氧化镁
阳极产物:游离氯、次氯酸、臭氧、过氧化氢、羟基自由基
说明:阴极产物是一般固体物质,可直接填埋、也可跟煤渣、干污泥以及普通保洁垃圾一起集中处理、同时可作为环保砖或水泥原料;阳极产物主要用于循环水系统自身的杀菌、灭藻、去除悬浮物、降解部分有机物以及系统防腐。
6.电化学的技术特点及优势
(1) 基本功效:杀菌、灭藻、防垢、除垢、防腐、防锈、水质保持及控制。
(2) 安全环保可靠:设备全自动操作,避免接触危险化学品;物理除垢,不产生污染物质,对环境无危害,真正实现“零”排污,节约污水处理成本。
(3) 节约循环水运行费用:与投加化学药剂比较,可以节省水、电能,以及劳动力。改善换热器效率。
(4) 提高生产效率:减少非计划停车,减少整个系统停车清洗和维修,减少零配件更换,减少维护保养等。
(5) 一机多能:防治结垢和生物污染,清除和控制微生物,抑制腐蚀和产生氯。
(6) 设备牢固耐用,活动部件少,电极使用寿命长。
(7) 耗电量低,电极更换成本低。