高壓靜電離子棒在冶金工業(yè)循環(huán)水系統中的應用

2010年第3期節能(總第332期)ENERGY CONSERVATION-25-高壓靜電離子棒在冶金工業(yè)循環(huán)水系統中的應用劉康珍(山東省冶金建設開(kāi)發(fā)公司,山東濟南250101)摘要:為解決冶金工業(yè)循環(huán)水系統管道和設備壁面結垢問(wèn)題,曾采用添加阻垢劑,殺菌劑等方法,但效果并不理想。安裝使用高壓靜電離子棒,1周后水質(zhì)硬度迅速上升,沒(méi)有明顯結垢現象;后因引入水質(zhì)濁度太高,導致離子棒失效;經(jīng)清淤處理,使循環(huán)水濁度低于5x10-°，離子棒正常工作,并達到了除垢、防垢、殺菌的效果。關(guān)鍵詞:高壓靜電;離子棒;循環(huán)水;水硬度;水濁度中圖分類(lèi)號:TQ085*.4文獻標識碼:B 文章編號:1004 -7948(2010)03 -0025 -03高壓靜電離子棒是當今世界上水處理領(lǐng)域中引言一種新的高科技產(chǎn)品,可廣泛應用在以下領(lǐng)域的循循環(huán)水早已被廣泛地應用在國民經(jīng)濟生產(chǎn)中環(huán)水中1-4):(1)熱電行業(yè)上的冷卻凝汽器冷油的各個(gè)領(lǐng)域,其分布之廣,應用之多,僅次于電力資器、冷風(fēng)器;(2)鋼鐵冶金行業(yè)上各種加熱爐的爐源。當今世界上水資源非常緊缺,如何有效地應用體系統;(3)煉油化工行業(yè)上各種反應器和冷卻工業(yè)循環(huán)水,已引起各個(gè)行業(yè)的重視。影響工業(yè)循器;(4)空調制冷行業(yè);(5)游泳池里用來(lái)殺菌滅環(huán)水有效地實(shí)現冷熱載體效果的原因是隨著(zhù)循環(huán)藻,進(jìn)行水質(zhì)更新等。.水循環(huán)次數的增加,會(huì )在其流過(guò)的管道和設備壁上循環(huán)水在流經(jīng)電子離子棒產(chǎn)生的高壓靜電場(chǎng)結成--層污垢,造成管道的內徑變細、設備壁面的時(shí),會(huì )受到離子棒周?chē)a(chǎn)生的靜電場(chǎng)的影響,使具傳熱系數大幅度降低,這樣會(huì )使整個(gè)裝置能力下有極性的H20的偶極距增大,而溶解在水中的降。在夏季里,由于氣溫升高,在循環(huán)水中會(huì )生長(cháng)Ca2+、Mg?*和CO;一等離子被這些水分子所包圍，一些菌藻類(lèi)微生物,它們在循環(huán)水的流動(dòng)過(guò)程中，從而減少了彼此間的有效碰撞,降低了正負離子間同樣會(huì )造成管道和設備的堵塞,降低設備冷熱交換的運行速度,阻止了污垢的形成;同時(shí)在靜電場(chǎng)的能力。為解決這-問(wèn)題, 山東省冶金建設開(kāi)發(fā)公司作用下,水分子增加了與碳酸鹽、硫酸鹽等正負離于2009年3月在循環(huán)水系統中使用了高壓靜電離子的水和能力,因而加快了對已在管壁和設備壁面子棒,進(jìn)行除垢、防垢和殺菌滅藻,從而停止了向循上形成水垢的溶解速度,使已形成的水垢逐漸松環(huán)水中加藥。在使用過(guò)程中,不斷地總結經(jīng)驗,吸散、龜裂,直至脫落,達到除垢的目的。同時(shí)高壓靜取教訓,改進(jìn)應用方法,現已完全實(shí)現了在循環(huán)水中除垢、防垢和殺菌滅藻的目的,使用至今,效果十電場(chǎng)還會(huì )使水體中產(chǎn)生- -定的電子密度,將溶解在分明顯。水中的空氣與水體- -起產(chǎn)生如02- H2O2羥基自1高壓靜電離子棒的工作原理(見(jiàn)圖1)由基等活性氧,這些活性氧可有效地把系統中的管山道和設備表面進(jìn)行氧化,使其表面形成--層微薄的氧化膜,隔絕水中的氧與金屬壁面直接接觸,達到EI曰水偶板子S防腐蝕的目的;這些活性氧還能破壞生物細胞的離子通道,改變細菌和藻類(lèi)的生物場(chǎng),起到殺菌滅藻( ) Ca",Mg*的作用,其效果比氯氣好得多。日so*.co;2原中國煤化工YHC N M H G解決循環(huán)水在系圖1離子棒水處理器的工作原理統管道和設備壁面上結垢的問(wèn)題，曾根據循環(huán)水的節能2010年第3期- 26ENERGY CONSERVATION(總第332期)分析結果每周向水中添加阻垢緩蝕劑,并根據其濃況,并利用停爐的機會(huì ),排凈夾套內存水,打開(kāi)安裝縮倍數的高低,不定期換水,以求達到防垢緩蝕的在二合一爐下部金屬外殼上的玻璃視鏡法蘭,檢查目的。在炎熱的夏季里,還要向循環(huán)水中加人適量其石墨外壁的結垢情況,發(fā)現石墨外觀(guān)基本呈原的JS-36型殺菌剝離劑進(jìn)行殺菌滅藻,有時(shí)為減色,沒(méi)有明顯結垢的現象發(fā)生。于是用自來(lái)水把夾少費用,還向循環(huán)水中加人少量的氣水代替殺菌套底部沉積的淤泥沖洗干凈,再開(kāi)車(chē)運行。直到劑。盡管采取了防垢除藻的措施,但仍不能根除管2009年6月中旬,由于氣溫驟然升高,1臺循環(huán)水道和設備壁面上結垢、生藻的現象,特別是在一些泵的流量明顯不足,工序上各物料的冷卻效果不理溫度偏高、流速過(guò)緩的設備傳熱壁面上還會(huì )出現較想,便開(kāi)啟了循環(huán)水工序的3*備用泵。但因為3"為嚴重的結垢現象,比如在一-級氯氣冷卻器的列管泵人口的管口距池底部距離短,所以把沉積在池底外壁上就因結垢嚴重,使流經(jīng)--級冷卻器出來(lái)的氯部的淤泥和水一起抽上來(lái),導致整個(gè)循環(huán)水的水質(zhì)氣溫度高達60C,給二級冷卻器增加了更大的負變得渾濁,其濁度高達4x10-'。在這種情況下，擔,這樣就使為二級冷卻器供5C水的機組必須增整個(gè)系統運行了10天左右便發(fā)現鹽酸二合- -石墨加運行的負荷,才能滿(mǎn)足冷卻的需要,為此在滿(mǎn)負爐的石墨外壁又出現爆壁剝落的現象，而且從一級荷運行狀態(tài)下的5C水機組經(jīng)常出現不減載或自鈦冷卻器里出來(lái)的氯氣溫度也由原來(lái)的46~48C停的現象，使氯氣的冷卻效果難有保障,造成氯氣上升到59~61C,進(jìn)出冷卻器的循環(huán)水的溫差變中的含水量有時(shí)超過(guò)3 x 10-指標的要求,為此迫化也很小，因此判斷- -級鈦管冷 卻器的列管上又結使電解生產(chǎn)在低負荷狀態(tài)下運行,降低了生產(chǎn)經(jīng)濟垢了。效益。3.2離子棒失靈原因與解決措施該公司于2008年5月新上了1臺用來(lái)生產(chǎn)氯離子棒在循環(huán)水系統應用的一段時(shí)間里,確實(shí)化氫氣體的石墨二合- -爐 ,該設備在運行不到1個(gè)在管道和設備上起到了除垢防垢的作用，而且效果月的時(shí)間,其石墨外壁就出現結垢的現象,影響石十分明顯,可是在離子棒應用3個(gè)月后出現失靈，墨的傳熱性,同時(shí)加上爐膛內的爐溫比較高,使二為此,分析查找原因。先把鹽酸工序石墨二合一爐合一爐內的石墨外壁在燃燒火焰處出現了石墨龜內的存水放凈,在放水的過(guò)程中,爐夾套內的存水裂和剝落,導致加在循環(huán)水中的防垢劑不起作用,都變成泥漿狀,濁度非常高。把安裝在鹽酸工序循這樣,造成了石墨爐的石墨外壁出現過(guò)5次龜裂和環(huán)水支管路上的離子棒卸下來(lái)進(jìn)行檢查,發(fā)現整個(gè)剝落,導致頻繁地開(kāi)停爐,嚴重影響了生產(chǎn)的正常離子棒的表面上都粘滿(mǎn)了淤泥,厚約有1. 5mm。進(jìn)行。當出現輕度石墨剝落時(shí),用酚醛進(jìn)行粘接維在擦拭離子棒上的淤泥后測試其靜電場(chǎng)的性能不修,當剝落嚴重時(shí)還要把石墨爐體送回廠(chǎng)家去更換變,但粘滿(mǎn)淤泥的離子棒的電性卻大大地減弱。因一段新的筒體,而在每次修復以后,都要對爐夾套此認為，導致離子棒失靈的原因是循環(huán)水的濁度高進(jìn)行酸洗處理,二合一石墨爐就這樣斷斷續續地開(kāi)于指標要求2x10-以下。離子棒上被循環(huán)水中了1年多。因石墨外壁的剝落,導致?tīng)t夾套內的冷的淤泥粘滿(mǎn),導致其通電時(shí)的靜電場(chǎng)衰弱,再加上卻水濺進(jìn)爐膛內,致使爐膛內的石英燈頭損壞4石墨二合- -爐夾套內的水流速緩慢,濁度高的水中套,使生產(chǎn)受到很大影響。的淤泥便逐漸沉積在夾套內,導致循環(huán)水在局部環(huán)3循環(huán)水系統中安裝離子棒后的使用情況境里的濁度很高,改變了夾套內循環(huán)水的自由靜電場(chǎng),所以在爐夾套內溫度偏高的底部石墨外壁上又3.1初次使用的情況重新出現一層軟垢,從而影響了石墨的傳熱性能,鑒于上述原因,于2009年3月在循環(huán)水的總再次導致石墨外壁出現爆壁剝落的現象。管和送去鹽酸生產(chǎn)工序的支管路上各安裝了1臺基于.上述原因,在電解停車(chē)換電槽時(shí)停止循環(huán)高壓靜電離子棒,通電運行1周后,循環(huán)水質(zhì)硬度水泵的運行,檢查安裝在總管上的離子棒,發(fā)現棒上升十分迅速,Ca2+含量由原來(lái)的300mg/L上升上也吸附一層蒲蓮的軟泥.與此同時(shí),在處理一級到726mg/L。于是進(jìn)行不定期地換水，如此持續鈦管中國煤化工祥也發(fā)現排放出運行了2個(gè)多月,水質(zhì)一直處在渾濁狀態(tài),在此期的存HCNMHG底把夾套內的淤間,特別關(guān)注鹽酸工序中石墨二合一爐的運行情泥清理干凈,開(kāi)啟循環(huán)水泵沖洗夾套內的列管間2010年第3期節能(總第332期)ENERGY CONSERVATION隙,于是大量的淤泥隨水被沖洗出來(lái),這證明了電8~10年,因此節省了購買(mǎi)阻垢緩蝕劑和殺菌滅藻子離子棒在除垢、防垢方面是有效果的。為使電子劑的費用,每年可節約費用3萬(wàn)余元，同時(shí)還比原離子棒能更好地發(fā)揮其作用,把鹽酸工序的石墨二來(lái)少排2/3的水量。過(guò)濾循環(huán)水的砂濾器每周只合-爐上的冷卻水進(jìn)口改為兩路:一路仍沿原路走需強制反沖1次,而每次用水量?jì)H為30mL左右。底部;另一路在爐壁上重新開(kāi)一直徑為50mm的進(jìn)(3)因為水質(zhì)穩定,也減少了水質(zhì)分析頻率和水口,在爐火燃燒部位進(jìn)水,使大量的冷卻水從這分析費用。水質(zhì)分析由原來(lái)的每天1次,可改為每里進(jìn)去,直接去冷卻爐膛內的高溫處,盡量使該處周1次,1年就可以節約分析費用達3萬(wàn)余元。的水流呈湍流狀態(tài),從而避免水中懸浮雜質(zhì)被吸附(4)電子離子棒替代化學(xué)法處理循環(huán)水,使操在石墨外壁;而從底部的進(jìn)水量被控制得很小，處作和管理簡(jiǎn)單化,節約了勞動(dòng)力,也避免了因人工于穩流狀態(tài),以便讓循環(huán)水中的淤泥沉降下來(lái),并加藥不規范而引起的不良后果。定期排放,以徹底解決石墨二合一爐夾套內結垢的5應用高壓靜電離子棒時(shí)的注意事項問(wèn)題。為了使電子除垢的效果更好,在去氯氫處理工(1)必須有良好的接地設施,系統內的水必須序冷卻水的支管上增加1臺同樣的電子離子棒,使全部持續地流過(guò)靜電場(chǎng)。水中靜電場(chǎng)的強度能與所要冷卻的設備總量相匹(2)離子棒只能安裝在金屬管道上,必須與金配,確保整個(gè)氯氫處理系統內的每1臺設備都能在屬管道形成穩流的靜電場(chǎng),且管徑不能小于強的水中靜電場(chǎng)保護之中,完全實(shí)現除垢、防垢的76mm,長(cháng)度不得小于20m(非金屬管道使用時(shí),需目的。要輔助電極)。為使循環(huán)水中的濁度能降低到最低水平,從而(3)對于已有嚴重結垢的老系統,要時(shí)刻注意增加換熱界面的冷卻效率,提高設備的工作能力，局部排污或對水進(jìn)行過(guò)濾,以防對管路和設備堵讓電子離子棒處在正常的濁度要求范圍內工作。塞,造成設備內部局部水的濁度大于2x10-',使最終決定把導致水質(zhì)變渾濁的3'水泵停下,開(kāi)啟電子離子棒失效。2'水泵和1"水泵-起為系統供水,因此避免了循環(huán)(4)要注意加強對流速緩慢和溫度偏高設備水池中的淤泥在循環(huán)水系統中反復地流動(dòng)和沉積。的底部循環(huán)水進(jìn)行定期排污。同時(shí)還借鑒兄弟廠(chǎng)家循環(huán)水運行的成功經(jīng)驗，把原(5 )要根據水質(zhì)的濁度情況,不定期地對離子來(lái)閑置未用的砂濾器用來(lái)過(guò)濾循環(huán)水和向循環(huán)水棒表面進(jìn)行淤泥清理,以確保其良好的使用效果。池中補充的自來(lái)水(黃河水) ,讓循環(huán)水中被離子6結語(yǔ)棒除下來(lái)的淤泥和懸浮物- -起被砂濾器過(guò)濾下來(lái)，保證循環(huán)水質(zhì)的穩定和減少排水量,并要求定期排靜電離子水處理離子棒在循環(huán)水上的成功應放被冷卻設備內的底部存水,進(jìn)一步解決溫度高、用,是在管道和設備上采用新的除垢、防垢殺菌滅流速慢的設備內循環(huán)水水質(zhì)不穩的問(wèn)題。通過(guò)采藻方法上實(shí)現了新的突破,在循環(huán)水系統中真正地取以上有效的措施,循環(huán)水的濁度小于5x 10-°,實(shí)現了循環(huán)水排放綠色環(huán)保、節能降耗的目的。Ca2+含量小于3x10-4 ,完全達到了離子棒工作條:參考文獻件的要求,因而電子離子棒在循環(huán)水系統中更好地[1]張琳.劉文君電化學(xué)消毒效果的影響因素研究[J].中國給水排水,006 ,2(23) :46 -48.發(fā)揮了其除垢、防垢以及殺菌滅藻的作用。[2]吳星五,高廷耀,李國建.電化學(xué)法水處理新技術(shù)--殺菌滅藻[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報2000,(1):34 -37.4靜電離子水處理離子棒的優(yōu)越性[3]田笠卿,陳峰,孫丙寅.高壓靜電場(chǎng)對細菌生長(cháng)和代謝的影響[J].工業(yè)水處理, 1991,(1):22 -25.在循環(huán)水系統中使用靜電水處理離子棒比加[4]李建宏,翁永萍.電子水處理器殺菌滅藻效果的研究阻垢緩蝕劑和殺菌滅藻劑時(shí)的水質(zhì)更清.更好,同[]工業(yè)水處理,1998,(1):45 -47.[S]程土節。離子薛由水外理技術(shù)[J].化肥工業(yè), 1995,時(shí)還有以下優(yōu)點(diǎn):中國煤化工(1)堿少了加藥時(shí)的勞動(dòng)強度,只需定期地巡作者簡(jiǎn)HCN M H G南人,大學(xué),助理工檢電子離子棒的運行是否正常即可。程師,從事電氣工程工作。(2)應用電子離子棒是一次性投資,可以使用收稿日期:2010 -02 -21