微电解技术在工业循环水方面的应用

第1期中国氯碱2016年1月China chlor-AlkaliJan,2016微电解技术在工业循环水方面的应用张良虎(蓝星(北京)化工机械有限公司,北京100176)摘要:介绍了工业循环水处理的现状和存在的问题,分析了微电解技术的主要机理及用于工业循环水处理的优势和应用前景。关键词:微电解技术;工业循环水;运行;应用中图分类号:TQ085文献标识码B文章编号:1009-1785(201601-0033-02Application of micro electrolysis technology in industrialcirculating waterZHANG Liang-huBluestar(Beijing)Chemical Machinery Co., Ltd, Beijing 100176, China)Abstract: The application of micro electrolysis technology in industrial circulating water was introducedKey words: micro electrolysis; circulating water; application1工业循环水12工业循环水的处理难题11工业循环水现状(1)水垢。在循环水系统中,随着换热面温度的中国的工业企业水资源利用率较低,只有30%升高,水中含有的碳酸盐类会在传热表面沉积,形成左右,与世界发达国家相距甚远。而工业用水中难溶的水垢,因其传热性能很差(<116W/(mK)),60%以上是循环水,大部分为敞开式循环冷却水。在而钢材通常为(45W(mK),因此,水垢的附着,轻循环使用中,各种无机盐离子和有机物随着水分的者降低换热效率,增加能耗,严重时堵塞换热器,造蒸发而浓缩,同时灰尘杂质不断混入,产生严重的沉成非正常停车,甚至带来更大的安全问题。积附着物、设备腐蚀和微生物滋生,带来的粘泥污垢(2)腐蚀。大量的金属设备在循环水使用过程堵塞管路,以及降低换热效率增大能耗等问题,威胁中,因有害离子(C,SO)的浓缩以及微生物的滋生工厂长期、稳定和安全的运行,甚至造成严重的经济代谢带来腐蚀设备穿孔泄漏,工艺介质渗人循环水损失。中导致水体污染,造成经济损失,影响生产安全。工业循环水药剂使用后,大大节约了用水量。但(3)藻类及生物粘泥。敞开式的循环水因阳光直导致循环冷却水出现严重的结垢、腐蚀和菌藻滋生射,空气直接接触,给藻类及其他微生物的大量繁殖等三大弊病,使热交换率大为降低,检修频繁,威胁提供了便利条件,其代谢产物与外界混入的灰尘杂生产正常进行。为此,必须在冷却水中加入阻垢剂、质及化学沉淀物一起形成了生物粘泥,亦会带来严缓蚀剂、杀菌灭藻剂及与其配套的清洗剂、预膜剂、重的管道堵塞和设备腐蚀问题。分散剂、消泡剂、絮凝剂等。虽然加入化学药剂防止(4)浓缩倍数。目前,中国工业企业由于技术落了循环水结垢、腐蚀、菌藻滋生,但同时也带来一系后,其循环水运行的浓缩倍数始终处于较低水平,通列环保排放方面的问题。常只有3.0~40,而这一指标在发达国家通常在8以中国氯硫2016年第1期上。较低的浓缩倍数使循环水补水量巨大,增加了企33系统安装的位置业的运行成本;同时增大了外排量,水资源浪费严重根据循环水现场的条件,MET设备在循环冷却含有药剂的污水排放还造成严重的环境污染问题。水系统中的3种安装方式:第一种是安装在循环水随着国家节能节水政策的推进以及环保要求的的土水口,借助上水泵的压力,使得循环水通过微电进一步收紧探寻一种经济可行的能够有效降低循环解装置后返回循环水池;第二种可以与旁滤系统并水系统结垢和腐蚀,显著提髙循环水浓缩倍数降低补联,同样借助循环水回水压力,通过微电解设备后,给水量和排放量的新技术、新设备,对于众多工业企返回循环水池;第三种是在循环水池旁进行自循环,业,乃至整个经济社会的健康发展都具有重要的意义这种方案必须单独增加循环水泵,由于要额外增加循环水微电解技术就是在这样的背景下出现的泵的功率消耗,一般情况下不建议采用。种新型的去除水中钙镁离子的新的环保技术。34操作与运行2微电解技术主要原理整台撬装式MET设备经过妥善的现场安装之循环水微电解技术,就是通过在循环水的流动后,即可进行处理循环水通电运行。整个运行过程通路线中增加微电解装置,让循环水通过微电解装置,过预先编写的PLC自动控制程序自动实现,且整个在流程中引入为电场,利用正负极之间的电位差将运行过程所涉及到的关键参数在PLC的多功能现水分子团之间的分子键打开,微电解成还原性活泼实屏上面均有清晰的体现,且能够通过远程传输系氢素和氢氧根离子,并通过电化学反应将Ca2Mg2统实时将数据远传到制定的运行服务中心,供专业形成不溶性物质吸附于电极上,从而降低水中的员参考。如果一且部分参数的发生改变超出预定Ca2+Mg2含量,达到不结垢的目的。的控制范围,在PLC的控制液晶屏上面亦可对控制(1)阻垢。通过在微电解槽阴极表面发生钙镁条件进行相应的修改。所有的运行关键数据都自动离子的吸附沉降,使循环水中的钙镁离子浓度大大保存,可以随时取出查阅。降低,防止其在企业设备及工艺管道上面结垢。4MET系统的技术优势2)防腐。水中Ca2是一种天然的缓蚀剂,Ca2和(1)安全可靠,采用自控设计,节省人力,避免接Cl形成离子缔合,抑制了CH的腐蚀特征触危险化学品。(3)杀菌。阳极产生Cl2,随着循环倍数的提高,(2)一机多能,同时解决结垢、微生物及生物粘Cl2浓度增加。阳极表面发生电解反应,生成氯气羟泥和腐蚀问题,不需要添加化学药剂,不向环境中排基自由基等氧化性杀菌灭藻类物质,实现杀菌灭藻放任何化学药剂,不会对环境造成污染。控制粘泥,防止生物腐蚀。(3)运行成本低,单套设备最大功率仅为5kW,通过在阳极表面产生的游离氯和羟基自由基等能耗很低,且全自动控制,不用专人值守,大大节约物质,能够有效地杀灭循环水中的微生物和浮游生物,人力资源成本。从而避免在设备及工艺管道中滋生和产生生物粘泥。(4)所有的运行程序均由PLC控制全自动化操3设备的计算和选型作,维护方便简单,通过BrTS系统可以实现远程监控。31理论计算(5)整套MET系统装置采用撬装式模块化设为了恰如其分的去除循环水中的结构粒子,首计,运输安装和更换均十分方便灵活。先要对循环水的水质进行全分析,根据水中矿物离5采用MET系统后的经济效益子腐蚀一结垢行为,应用水质数学运算法则,计算51节省药剂水系统能够结垢或腐蚀的矿物离子平衡量。按本系统的循环水量,系统保有水量,每年节省32选型和设计各类药剂(阻垢缓蚀剂、杀菌灭澡剂、黏泥剥离剂根据上述计算确定循环水中超出平衡量的多余等),经济效益明显。矿物离子量,按照微电解的相关电解特性,设计微电52节省新鲜水费用,减少排污解设备运行参数(电流、电压、流量),计算出微电解装浓缩倍率提高后,几乎不需要主动排污,MET置的电解面积,确定装置结构型式,完成反应器设计。设备自动除垢时,会排放少量的含垢废水,沉淀后清根据现场位置,可以将整套设备设计成撬装式水可以回用,排水无污染,每次排放两三分钟。每年或集装箱式,这样可以减少现场施工的难度,同时不预计可节约大量新鲜水耗,经济效益和社会效益显需建设房屋等基建工程。著提升。(下转第43页)第1期杨崴则,等:离于膜盐水装置的精细化管理43化铁胶体随着盐水进入凯膜过滤器,与未去除掉的寿命等这些指标一方面取决于膜本身的性能,为不氢氧化镁胶体一起粘附在凯膜上,甚至深入膜体内可控因素;另一方面就是进入膜过滤器盐水的特性部,造成过滤周期的缩短同时缩短膜的盐酸的再生与有机膜本身特性的匹配,这些因素可以通过管理周期,乃至膜的寿命。使其处于相对可控状态。充分认清有机膜微米级过生产过程中车间人员重点抓了三氯化铁配制浓滤的优势和其自身的本质要求,满足其条件是延长度、酸度、加入量的管理。三氯化铁酸度的稳定不能各种周期的前提。君正在盐水精制环节充分理解预忽视。加入量管理从高位槽的单位时间消耗量跟踪处理环节的本质要求紧紧围绕提高、稳定预处理质可以及时发现管道堵塞问题。经常观察预处理器浮量这个核心开展工作,保证了一次盐水装置精制效泥的颜色,以颜色作为调节加入量的基础条件。正能的充分发挥,保证了有机膜过滤器运行稳定,保证常时为土黄色。若颜色发红,说明絮凝剂加入过多,了一次盐水质量处于较好水平同时随着颜色的加深预处理器会呈现返浑的趋势。4结语若颜色发白,说明絮凝剂加入量偏少,这时预处理氯碱工业离子膜盐水工艺从传统的道尔澄清器虽不返浑,但一次盐水质量呈下降的趋势。通过桶+自动反洗过滤工艺发展到预处理+膜过滤工艺、长时间的跟踪可以绘制控制加入量的匹配曲线作陶瓷膜过滤工艺,为盐水精制质量的提升及稳定创为控制依据。造了良好条件。工艺装置本身是基础条件,管理以及精制剂、絮凝剂、加压溶气量与盐水杂质含量、不断地对新工艺加深理解研究其本质相互关系及本流速--流量匹配是预处理器管理的中心环节,而这质要求是管理中不能忽视的关键环节,不断地提高对4个环节不是预处理器内部能控制的,完全由外部装置的理解,不断地实践促进装置最大潜能的发挥。条件操控,到形成结果了再去处理非常被动对预处理+膜过滤工艺而言,抓住预处理这个核心环3)预处理器的其他管理。前面对预处理工艺管节的本质要求,开展好以满足预处理系统本质要求理主要从原盐的管理、预处理的管理进行了阐述,以外部条件的工艺管理及工艺创新活动是一次盐水长上几个方面是关键的关键,预处理工艺还有诸如盐周期稳定运行、盐水质量稳定与提高的根本。水浓度及温度的管理、过碱量的匹配管理、排泥管理参考文献等,这些环节也不容忽视。[1]冰然,高玉兵,丁晓玲,等国内原盐情况及烧碱用盐发晨方向33预处理器返浑与膜过滤器氯碱工业2008.04(44)表征有机膜过滤器的运行质量的重要指标包[2]郭新忠盐水中有机物对离子膜电解槽的影响氯碱工业201408(50),12-13括:过滤周期、化学再生周期过滤器产能膜的使用收稿日期:2015-11-0MWwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww(上接第34页)术能很好地解决了上述污染问题,符合国家节能减53设备能耗低排零排放整体解决方案的趋势。同时,国家出台了对MET装置中所采用的起主要作用的MET循环中央空调冷却系统洁净度的规定,微电解技术能解水徵电解槽,结构设计合理,运行所需电流、电压都决中央空调给风的细菌污染问题,在民用设施上也很小,回水压头本身无动力装置的电耗即设备本身会有广泛的应用空间。所以,MET循环水微电解技运行的能耗很低。术可以应用于典型的间冷开式循环冷却水系统的工54延长工艺装置检修周期业企业及民用冷却设施(宾馆、酒店、商场、浴场、医MET装置将循环水体系中的主要成垢物质取院等)。出,使换热器和冷却塔内部的结垢趋势和速度均大6.2前景大降低,延长了循环水系统和工艺装置整体的检修该技术符合国家环保政策、能给企业带来直接周期,相当于降低了企业的检修、维护和保养成本。经济效益降低了生产运营成本,相比药剂更能满足6应用领域与前景客户需求。61应用领域收稿日期:2015-05-10冷却水是工业生产的用水大户,采用微电解技