电化学水垢去除改进技术
成果类型:: 新技术
发布时间: 2021-10-30 13:54:26
结垢是循环冷却水系统当中广泛存在的一种现象。 循环水中含有大量离子和杂质,由于水蒸发浓缩水中 Ca2+、Mg2+等金属离子和 CO32-、HCO3-等阴离 子结合在一起,容易形成CaCO3与MgCO3 等水垢。另外,循环水系统的水温、pH和盐度适合大多数微生物的繁殖生长,当微生物与水垢掺混在一起,会 形成生物黏泥,从而带来更大危害。水垢的危害主要表现在以下几方面:(1)造成管路堵塞,使管路水流量减少;(2)造成管壁两侧传热受阻,使能源消耗增加;(3)引发垢下腐蚀,造成管路穿孔。
电化学水垢去除技术作为典型的主动式除垢技术,已在工程实践中得到一定程度应用,并表现出较好的经济价值。但是,其最大缺陷在于其单位面积阴极除垢能力不够。项目团队在传统电化学除垢的基础上,提出了电化学水垢去除技术的 2 个改进方向。
1.多技术联用
项目团队以电化学水垢去除技术为核心,提出将电化学、超声波及物理清洗等联合应用的技术方案,以保证循环冷却水系统的安全稳定运行。具体采用电化学水垢去除装置对循环冷却水池内水体进行电化学处理,以去除水中成垢离子与杀灭水中菌藻;将超声波装置置于系统换热器、管道及弯头等部位,利用超声波进行阻垢处理;将胶球清洗装置置于换热器系统,利用胶球清洗作用去除换热管内沉积物。
相比于单个技术,该联用技术方案具有以下优势:
(1)3 种方法为物理或物化方法,运行过程中不会额外添加化学药剂,使得外排污水污染程度大大降低,可极大减轻业主环保压力。
(2)电化学水垢去 除装置数量选择适当,既能保证起到较好的去除水垢、杀灭菌藻、提高浓缩倍数和节约水资源的效果,又不至于设备数量过大而造成投资过大,降低技术经济性。
(3)通过对电化学水垢去除装置数量的控制,使处理后水体呈现出弱结垢趋势,可保护系统换热器及管道内部保护膜,防止腐蚀现象发生,可减少甚至不使用缓蚀剂。
(4)对于经过电化学装置处理后的弱结垢趋势循环水,超声波装置可有效保证水体不在系统换热器及管道内部结垢,由此可避免超声波直接处理高硬度、高碱度循环水时力不从心的尴尬局面。
(5)胶球清洗装置在联合方案中起安全屏障作用。当系统运行较长时间需要清洗或是出现某些极端情况危害系统安全时,开启胶球清洗装置可以保证系统安全稳定运行。如此可极大减少胶球清洗频次,避免频繁开启导致损坏系统换热器及管道内部的保护膜。
2.处理方法创新
在电化学水垢去除技术原理基础上提出一种新的电化学阻垢方法。利用阳极的高酸度区域来减少(甚至去除)水体中的碱度,使得被处理水体变为高硬度、低碱度水体(甚至高硬度、无碱度水体),进而达成阻垢的目的。
该技术无需传统电化学除垢技术的水垢清理及外排部件,可极大简化设备设计,减少人工干预,也可避免生成水垢后所产生的后续处理难题。
本项目团队在传统电化学除垢的基础上,提出了电化学水垢去除,该技术无需传统电化学除垢技术的水垢清理及外排部件,可极大简化设备设计,减少人工干预,也可避免生成水垢后所产生的后续处理难题。
徐浩,汉族,中共党员,博士,副教授,博士研究生导师,环境科学与工程系副主任、党支部委员,《工业水处理》青年编委会副主任委员,Chinese Chemical Letters青年编委,《西安交通大学学报》青年编委,Frontiers in Chemistry杂志Associate Editor(Electrochemistry方向),中国化工学会专业会员,中国化工学会工业水处理专委会技术专家,并担任多个学术期刊审稿人及多个省市科技项目与科技奖项的评审人。主要研究方向为电化学水处理技术及新型钛基体金属氧化物电极。目前主持国家自然科学基金、中国博士后科学基金、陕西省自然科学基础研究计划项目、浙江省基础公益研究计划项目、陕西省博士后科学基金、中央高校基本科研业务费及多项企业委托的横向课题。获陕西省科技进步二等奖(第1完成人)、陕西省高等学校科学技术奖一等奖2项、陕西省环境保护科学技术奖特等奖、陕西省第三届高校教师微课教学比赛三等奖、陕西省第三届高校课堂教学创新大赛(本科)优秀奖、陕西省环境保护青年科技奖、西安交通大学第二届课堂教学创新大赛一等奖、西安交通大学“课程思政百名教师大练兵”二等奖、西安交通大学教学竞赛三等奖等荣誉。主编《环境科学与工程导论》规划教材1部。
延卫,男,博士,西安交通大学能源与动力学院教授,研究方向:水处理、光催化材料、环境友好材料、导电高分子材料、功能材料。
已实现工程验证,处理效果良好。
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二是开发新的工艺,以提质、降本、降耗、增能、增效;
三是完善管理,优化流程,以强化对企业生产经营的控制力;
四是进入新的市场,以扩大市场规模;
五是培育新的能力,以取得新的优势;
六是完善经营管理的体制机制,以提高效益。
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