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廢鹽熔融資源化利用

廢鹽熔融資源化利用

電化學(xué)設(shè)備原理介紹

電化學(xué)設(shè)備,利用水垢預(yù)沉積和氯離子及氧離子的氧化產(chǎn)物,主要用于工業(yè)循環(huán)冷卻水,從而解決結(jié)垢和微生物控制的問題?,F(xiàn)場plc控制操作,免維修,環(huán)境友好,對水質(zhì)無污染。同時(shí)也防止冷卻塔中菌藻類的滋生。

循環(huán)水處理現(xiàn)狀及常見問題

在工業(yè)用水中工業(yè)循環(huán)冷卻水約占工業(yè)用水的70~80%,節(jié)約冷卻循環(huán)用水量則是節(jié)約冷卻水最有效的措施,但是循環(huán)冷卻水在運(yùn)行過程中不可避免地對換熱設(shè)備產(chǎn)生一系列的危害,即水垢、污垢的沉積、腐蝕的加劇、菌藻的滋生等,如不進(jìn)行有效治理,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)則很難正常運(yùn)行。

隨著世界工業(yè)的發(fā)展以及水資源的匱乏,工業(yè)循環(huán)水處理日漸成為石化、能源、冶金、電力等行業(yè)重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。長久以來,循環(huán)水處理行業(yè)通過藥劑添加來解決問題,一直致力于開發(fā)出防垢殺菌效果更好、添加量更少、毒性更小的藥劑。但經(jīng)過多年實(shí)踐證明,添加藥劑雖然暫時(shí)解決循環(huán)水系統(tǒng)的問題,但藥劑給循環(huán)水系統(tǒng)帶來了新的污染源,且系統(tǒng)運(yùn)行存在各種隱患,如同一個(gè)沒有根治的病人隨時(shí)都有復(fù)發(fā)的危險(xiǎn),治標(biāo)不治本。

問題一、水垢析出和附著

重碳酸鈣(Ca(HCO3)2)的濃度隨著蒸發(fā)濃縮而增加,當(dāng)其濃度達(dá)到過飽和狀態(tài)時(shí),或者冷卻水經(jīng)過冷卻塔噴淋導(dǎo)致CO2逸出時(shí),碳酸鈣(CaCO3)以水垢的形式析出沉積在熱交換器傳熱表面,形成致密的水垢,降低換熱器的傳熱率。Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O

問題二、管道和設(shè)備腐蝕

腐蝕是一個(gè)電化學(xué)過程,腐蝕就是金屬從陽極電位向陰極電位的電子轉(zhuǎn)移過程中發(fā)生的氧化。當(dāng)金屬與溶解有氧氣的冷卻水接觸時(shí),由于金屬表面的不均一性和冷卻水的導(dǎo)電性,在金屬表面會(huì)形成許多腐蝕微電池,經(jīng)過氧化還原反應(yīng),使得陽極區(qū)的金屬不斷溶解被腐蝕。

在陽極區(qū) Fe - 2e- = Fe2+

在陰極區(qū) O2+2H2O+4e-=4OH-

在水中 6Fe2+ +3/2O2 +3H2O=4Fe3+ +2Fe(OH)3

問題三、微生物滋生和粘泥

循環(huán)水中由于養(yǎng)分的濃縮,水溫升高和日光照射,細(xì)菌、真菌和藻類迅速繁殖。微生物分泌出的液,與水中懸浮物及水垢一起形成粘泥。粘泥除了會(huì)引起腐蝕外(循環(huán)水中70%的腐蝕是微生物加速或者直接導(dǎo)致的),還會(huì)使循環(huán)水流量減少,從而降低熱交換效率。嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵死管道,迫使停產(chǎn)清洗。

問題四、懸浮物導(dǎo)致污垢沉積

懸浮物來源于補(bǔ)水、腐蝕產(chǎn)物、結(jié)垢副產(chǎn)物、菌藻及其代謝物、投加的化學(xué)藥劑、物料泄露、空氣對流帶來的雜質(zhì)等。內(nèi)部疏松多孔的污垢除了影響換熱之外,更嚴(yán)重的是助長某些細(xì)菌如鐵細(xì)菌的繁殖,最終導(dǎo)致?lián)Q熱器穿孔腐蝕而泄漏。

問題五、高溫?fù)Q熱器結(jié)垢

存在多個(gè)換熱器的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,某個(gè)高溫?fù)Q熱器的結(jié)垢問題不能通過整體水質(zhì)處理來解決,為了照顧大多數(shù)換熱器采取的循環(huán)水處理方案,卻會(huì)引起高溫?fù)Q熱器的結(jié)垢,從而成為循環(huán)水系統(tǒng)管理的瓶頸。

電化學(xué)工作原理

利用水垢預(yù)沉積和氯離子及氧離子的氧化產(chǎn)物,主要用于工業(yè)循環(huán)冷卻水,從而解決結(jié)垢和微生物控制的問題。

冷卻水在反應(yīng)室內(nèi),經(jīng)過電化學(xué)作用發(fā)生下列反應(yīng):

1) 在陰極(反應(yīng)室內(nèi)壁)附近形成一個(gè)強(qiáng)堿性環(huán)境(PH高達(dá)13),使碳酸鈣從水中析出,與沉積的重金屬離子一起附著在內(nèi)壁上。

2) 電流導(dǎo)致懸浮顆粒失穩(wěn),形成較大絮體沉淀下來。

3) 在陽極附近,氯離子被電解氧化生成游離氯或者次氯酸。

4) 在陽極附近同時(shí)生成氫氧根自由基、氧自由基、臭氧以及雙氧水,這些物質(zhì)進(jìn)一步強(qiáng)化了在反應(yīng)室內(nèi)和整個(gè)水系統(tǒng)的殺菌滅藻效果。

除垢原理

在電流的作用下水在陰極發(fā)生電解反應(yīng)生成OH-,由陰極反應(yīng)產(chǎn)生的OH-離子打破陰極附近溶液中堿度與硬度的平衡,溶液中的HCO3-離子轉(zhuǎn)化為CO32-離子,同時(shí)水中Ca2+、Mg2+等成垢離子在靜電引力的作用下向陰極區(qū)遷移,分別生成CaCO3、Mg(OH)2沉淀析出。

殺菌原理

在陽極處發(fā)生氧化反應(yīng),氯離子轉(zhuǎn)化成氯氣,其氯氣在冷卻水中很快形成持續(xù)殺菌效果的次氯酸,次氯酸是一種極強(qiáng)的氧化殺生劑,可有效殺死藻類和菌類,同時(shí)陽極又產(chǎn)生臭氧、氧自由基、羥基自由基和雙氧水,這一系列產(chǎn)物產(chǎn)生了殺菌效應(yīng),結(jié)合局部高PH值(陰極)和低PH值(陽極)區(qū)域,微生物和藻類在經(jīng)過交替的強(qiáng)酸性環(huán)境和強(qiáng)堿性環(huán)境的過程中也難以維持生存。

(1)4OH- → O2+2H2O+4e-(氧氣)

(2)Cl- –e- → Cl0 (游離氯)

(3)2Cl-(aq) → Cl2(g) + 2e- (氯氣)

(4)O2 + 2HO- – 2e- → O3(g) + H2O (臭氧)

(5)OH- – e- → OH0(自由基)

防腐蝕原理

將部分氯離子轉(zhuǎn)化成氯氣,適當(dāng)降低了氯離子的含量,減輕了氯離子腐蝕的危害,同時(shí),控制L.S.I指數(shù),使循環(huán)水處于微結(jié)垢狀態(tài)達(dá)到防腐作用。

工作流程

冷卻水從進(jìn)水口進(jìn)入反應(yīng)室內(nèi),在陰極附近和陽極附近經(jīng)過電化學(xué)作用發(fā)生下列反應(yīng):

(1)在陰極(反應(yīng)室內(nèi)壁)附近產(chǎn)生大量氫氧根離子(OH-),形成一個(gè)強(qiáng)堿性環(huán)境。在鄰近反應(yīng)室壁的擴(kuò)散層內(nèi),強(qiáng)堿性環(huán)境擾亂了水垢的化學(xué)平衡。

(2)同時(shí)陰極的電流導(dǎo)致溶解的重金屬離子形成沉淀,沉到反應(yīng)室底部。

(3)在陽極附近,氯離子被電解氧化生成游離氯或者次氯酸。

(4)在陽極附近同時(shí)生成氫氧根自由基、氧自由基、臭氧以及雙氧水,這些物質(zhì)進(jìn)一步強(qiáng)化了反應(yīng)室內(nèi)和整個(gè)水系統(tǒng)的殺菌滅藻效果。

(5)懸浮物(SS)在電場的作用下失穩(wěn),絮凝沉淀到反應(yīng)室底部。

電化學(xué)設(shè)備的特點(diǎn)

無需投加任何藥劑、無污染;

設(shè)備全自動(dòng)運(yùn)行,無需人工值守;

運(yùn)行成本低、占地面積小;

循環(huán)水濃水作為稀釋用水;

節(jié)省循環(huán)水40%以上。