CN108017166A - 循环冷却水系统除垢装置及其除垢方法 - Google Patents

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鲁兴武
程亮
张恩玉
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Abstract

本发明涉及一种除垢装置以及除垢方法，具体涉及一种循环冷却水系统除垢装置及其除垢方法。本发明的一种循环冷却水系统除垢装置，由水箱、泵、阀门、冷却部位和流量计通过管路连接形成的闭合回路，所述水箱上连接有阻垢剂储箱，所述管路上安装有可调永磁体。本发明的除垢方法为了增加除垢效率，磁场提前运行一定时间后加入阻垢剂，阻垢剂中将剩余成垢离子除去，并且阻垢剂中的阳离子可以增加水系的氢键数量和活化能，从而使得除垢率大大提高，并且可以促进文石和球霰石的比例增大，减少方解石的比例，并且磁场也可以促进阻垢剂的除垢效率，同时本发明大大降低了复合无磷缓蚀阻垢剂的用量，降低了生产成本，减少了二次污染。

Description

循环冷却水系统除垢装置及其除垢方法
技术领域
本发明涉及一种除垢装置以及除垢方法，具体涉及一种循环冷却水系统除垢装置及其除垢方法。
背景技术
水是现代工业生产的必不可少的资源。随着工业的迅猛发展，工业领域的用水量大幅度上升。为了节省水资源，目前工业上已广泛采用循环冷却水+废水处理后做冷却水补充水的供水模式。但由此带来循环水冷却系统结垢和腐蚀等一系列的问题。仅全国钢铁厂每年用于垢的清洗和结垢引起的热损失消耗的资金就达百亿美元，因此，用一种快捷方便的方法除垢和防垢是节能环保的关键课题之一。
防垢除垢是磁效应应用最早的一项技术，早在1945年比利时人韦梅朗发现磁处理水可以减少锅炉水垢的生成；文献[迟金宝,张雪峰,苍大强,赵民,常瑞卿.低频电磁场处理中水的静态阻垢缓蚀试验研究,钢铁,2009, 44(6)：89-94.]也报道了磁场对静态水质进行多次循环处理后阻垢率达到35.3%，缓蚀率提高到17.5%。但由此可以看出，磁场单独作用时，其除垢效率较低；文献[宋飞，葛红花，邓宇强，张祥金，等. 磁处理对水溶液及CaCO3颗粒物理化学性质的影响[J]. 水处理技术，2012，38(3)：23.]报道了水经磁处理后，生成CaCO3的球霰石的比例出现增长的趋势，方解石的比例却相应的减少；文献[姜丽丽,姚夏妍,侯新刚,李传通,崔智凯,裴烈飞. 循环水磁防垢除垢作用机理及影响因素分析[J]. 中国冶金,2017,(04):67-72.]报道了由于磁处离过程增加了系统的活化能和氢键数量而导致除垢率的增大和方解石比例的减少，并且正离子可以促进氢键数量和活化能的增加。所以系统中增加正离子来提高磁处理除垢效率。
化学药剂除垢方法效果明显，但易带来二次污染的问题，在100 mg/L时阻垢率高，但却带来了锌离子等二次污染，所以应尽量少量使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题提供一种除垢效果好并且二次污染低的循环冷却水系统除垢装置及其除垢方法。
本发明具体技术方案如下：
一种循环冷却水系统除垢装置，由水箱、泵、阀门、冷却部位和流量计通过管路连接形成的闭合回路，所述水箱上连接有阻垢剂储箱，所述管路上安装有可调永磁体。
采用上述除垢装置对循环冷却水系统除垢的方法，包括以下步骤：运行可调永磁体，在磁场强度B下运行循环冷却水系统，环冷却水系统运行时间t后，阻垢剂储箱向水箱内加入除垢剂，在管路中运行至冷却部位进行除垢；所述磁场强度B=M/L,式中M=300～400T·m，L为可调永磁体长度；所述t= V/Sv，式中V为水箱体积，S为管路横截面积，v为冷却水流速；
所述除垢剂由以下质量分数的原料组成，阳离子咪唑啉：A-2000：HPMA：无机锌盐：BTA=40：10：10：6：1。
本发明具有以下有益效果：
本发明为了增加除垢效率，磁场提前运行一定时间后加入阻垢剂，阻垢剂中将剩余成垢离子除去，并且阻垢剂中的阳离子可以增加水系的氢键数量和活化能，从而使得除垢率大大提高，并且可以促进文石和球霰石的比例增大，减少方解石的比例，并且磁场也可以促进阻垢剂的除垢效率，同时本发明大大降低了复合无磷缓蚀阻垢剂的用量，降低了生产成本，减少了二次污染。
附图说明
图1为本发明的循环冷却水系统除垢装置的结构示意图；
图2为实例1的水垢的电子显微镜扫描图；
图3为实例2的水垢的电子显微镜扫描图；
图4为实例3的水垢的电子显微镜扫描图。
具体实施方式
如图1所示的一种循环冷却水系统除垢装置，由水箱1、泵2、阀门3、冷却部位4和流量计5通过管路连接形成的闭合回路，所述水箱1上连接有阻垢剂储箱6，所述管路上安装有可调永磁体7。
采用上述除垢装置对循环冷却水系统除垢的方法，包括以下步骤：
运行可调永磁体7，在磁场强度B下运行循环冷却水系统，环冷却水系统运行时间t后，阻垢剂储箱6向水箱1内加入除垢剂，在管路中运行至冷却部位4进行除垢；所述磁场强度B=M/L,式中M=300～400T·m，L为可调永磁体7长度；所述t= V/Sv，式中V为水箱1体积，S为管路横截面积，v为冷却水流速；阻垢剂的加入量m=ρV,式中V为水箱1体积，ρ为阻垢剂密度（50mg/L）。
实施例1
当M取300T·m，可调永磁体7长度L=10m,则选择磁场强度B=30T，循环冷却水的流速v=2m/s,管路横截面积S=4m2，水箱体积V=40m3时，则磁场需要提前运行t=5h方可加入已经配置好的阻垢剂垢剂m=2kg，然后再运行24h后取样测量循环水的硬度求得阻垢率为91.5%，并且冷却部位4和管路均无水垢沉积，收集水槽底部的水垢用电子显微镜扫描发现水垢结构比较松散如图2所示，说明方解石结构的水垢比例大大降低了，达到了预期的阻垢效果。
实施例2
当M取350T·m，可调永磁体7长度L=7m,则选择磁场强度B=50T，循环冷却水的流速v=5m/s,管路横截面积S=2m2，水箱体积V=50m3时，则磁场需要提前运行t=5h方可加入已经配置好的阻垢剂垢剂m=2.5kg。然后再运行24h后取样测量循环水的硬度求得阻垢率为93%，并且冷却部位4和管路均无水垢沉积，收集水槽底部的水垢用电子显微镜扫描发现水垢结构比较松散如图3所示，说明方解石结构的水垢比例大大降低了，达到了预期的阻垢效果。
实施例3
当M取400T·m，可调永磁体7长度L=8m,则选择磁场强度B=50T，循环冷却水的流速v=3m/s,管路横截面积S=5m2，水箱体积V=60m3时，则磁场需要提前运行t=4h方可加入已经配置好的阻垢剂垢剂m=3kg；然后再运行24h后取样测量循环水的硬度求得阻垢率为95%，并且冷却部位4和管路均无水垢沉积，收集水槽底部的水垢用电子显微镜扫描发现水垢结构比较松散如图4所示，说明方解石结构的水垢比例大大降低了，达到了预期的阻垢效果。

Claims (3)

1.一种循环冷却水系统除垢装置，由水箱(1)、泵(2)、阀门(3)、冷却部位(4)和流量计(5)通过管路连接形成的闭合回路，其特征在于：所述水箱(1)上连接有阻垢剂储箱(6)，所述管路上安装有可调永磁体(7)。
2.一种采用权利要求1所述的除垢装置对循环冷却水系统除垢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
运行可调永磁体(7)，在磁场强度B下运行循环冷却水系统，环冷却水系统运行时间t后，阻垢剂储箱(6)向水箱(1)内加入除垢剂，在管路中运行至冷却部位(4)进行除垢；所述磁场强度B=M/L,式中M=300～400T·m，L为可调永磁体(7)长度；所述t= V/Sv，式中V为水箱(1)体积，S为管路横截面积，v为冷却水流速。
3.如权利要求2所述的除垢的方法，其特征在于：所述除垢剂由以下质量分数的原料组成 ，阳离子咪唑啉：A-2000：HPMA：无机锌盐：BTA=40：10：10：6：1。
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