CN113968601A - 一种电化学去离子处理设备及处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电化学去离子处理设备及处理工艺，该处理设备包括外壳体，所述外壳体底部连接有支撑架，所述支撑架顶部固定连接有减速电机，所述外壳体内腔贯穿并转动连接有中心轴，所述中心轴向外延伸一端与减速电机输出端固定连接；所述中心轴外转动套接有固定支架。本发明通过固定支架、阴极片、阳极片、中心轴和减速电机之间的相互配合，利用电化学去离子技术替代大部分化学药剂，不会带来二次污染，可将成垢离子从水体中提取出来，提高浓缩倍数，节省企业用水，同时装置前端进水无需预处理，自动化程度高，安装维护简便，单台装置处理能力高，占地面积小，能满足企业循环水系统阻垢除垢的需求。
Description
技术领域
本发明涉及水处理设备技术领域，尤其涉及一种电化学去离子处理设备及处理工艺。
背景技术
循环冷却水系统广泛应用于石化、钢铁制造和电力发电等领域，其用水量占工业用水量的60％以上，随着循环冷却水的蒸发换热，会造成水中的钙镁离子浓度升高，这些离子会在系统管网和换热设备的表面形成水垢，结垢问题会引起管路堵塞、换热效率下降，易造成严重的经济负担，因此解决循环水系统结垢问题对安全生产、降低能耗和节约水资源具有重要意义。
目前，针对工业循环冷却水中存在的结垢问题，常见的解决方法有化学加药法、电磁阻垢技术、超声阻垢技术、表面处理防垢技术、离子交换软化技术、膜软化技术等，其中，化学加药法在实际运行过程中运行成本高，污水排放会带来二次污染，未从根本上解决结垢问题；电磁阻垢技术除垢、防垢机理尚不明确，实际应用中阻垢效率较低难以达到循环水处理的要求；超声波阻垢技术设备精密，安装条件约束性强、设备成本高，且声功率和声震频率难以稳定，实际应用中阻垢率较低难以达到最佳除垢效果；表面处理防垢技术由于其镀层对施镀的工艺要求比较高且成本较高，导致其无法大规模应用；离子交换软化技术会产生难以处置的再生废液，造成环境污染，且对进水要求较高。膜软化技术设备前期设备投入较高，对进水要求较高，易造成膜孔堵塞，且前处理工艺复杂，并需要较多的设备维护工作，鉴于此，我们设计了一种电化学去离子处理设备来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种电化学去离子处理设备及处理工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电化学去离子处理设备，包括外壳体，所述外壳体底部连接有支撑架，所述支撑架顶部固定连接有减速电机，所述外壳体内腔贯穿并转动连接有中心轴，所述中心轴向外延伸一端与减速电机输出端固定连接；所述中心轴外转动套接有固定支架，所述固定支架顶部贯穿设有水平设置的连接杆，所述连接杆固定安装在外壳体内侧壁上；所述中心轴表面固定连接有多个沿中心轴轴向等距排列的阴极片，所述固定支架上连接有与多个阴极片相适配的阳极组件，所述固定支架上还连接有与阴极片相对应的刮渣组件。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述外壳体外侧从上到下依次开设有出水口和进水口，所述外壳体底部开设有排渣口。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述阳极组件包括与固定支架固定连接的阳极安装杆，所述阳极安装杆侧壁固定连接有多个阳极片，所述阳极片与阴极片一一交错设置。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述刮渣组件包括多个刮渣板，多个所述刮渣板分别位于各个阴极片外侧，多个所述刮渣板外侧通过连接竖杆固定连接有同一根水平设置的刮渣杆，所述刮渣杆两端固定连接在固定支架上。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述阳极片内部设有钛基涂层，所述阴极片采用镜面不锈钢材料制成。
本发明还提供一种电化学去离子处理工艺，使用所述的一种电化学去离子处理设备进行电化学去离子处理。
作为上述技术方案的进一步描述：
包括如下步骤：
1)将待处理水经进水口进入外壳体内，启动减速电机，减速电机带动中心轴转动，中心轴带动各个阴极片转动，在阴极片附近阳离子与电解反应产生的氢氧根离子生成难溶性水垢并附着在阴极片上；所述难溶性水垢为碳酸钙和/或氢氧化钙；
2)电解反应的持续进行，阴极片上的结垢厚度越来越大，水垢逐步与刮渣板接触，刮渣板可将阴极片上的水垢去除，掉落后的水垢经排渣口向外排出；
3)处理完成后的循环水再经出水口向外排出。
本发明具有如下有益效果：
与现有技术相比，该电化学去离子处理设备，通过固定支架、阴极片、阳极片、中心轴和减速电机之间的相互配合，在阴极片附近某些阳离子与电解反应产生的氢氧根离子生成难溶性水垢，水垢附着在阴极片上，从而降低循环水中这些难溶离子浓度，避免其在换热器管壁上结垢，随着电解反应的持续进行，阴极片上结垢厚度越来越大，刮渣板可将阴极片上水垢自动清除，水垢再通过下方的排渣口冲排走，以保证电解反应与循环水除垢的进一步顺利发生，利用电化学去离子技术替代大部分化学药剂，不会带来二次污染，可将成垢离子从水体中提取出来，提高浓缩倍数，节省企业用水，同时装置前端进水无需预处理，自动化程度高，安装维护简便，单台装置处理能力高，占地面积小，能满足企业循环水系统阻垢除垢的需求。
附图说明
图1为本发明提出的一种电化学去离子处理设备的结构示意图；
图2为本发明提出的一种电化学去离子处理设备中固定支架、阴极片和阳极片的安装结构示意图；
图3为图2中B-B的剖视图。
图例说明：
1、进水口；2、出水口；3、排渣口；4、固定支架；5、刮渣板；6、阴极片；7、阳极片；8、中心轴；9、刮渣杆；10、连接杆；11、阳极安装杆；12、外壳体；13、支撑架；14、减速电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1-3，本发明提供的一种电化学去离子处理设备：包括外壳体12，外壳体12底部连接有支撑架13，外壳体12外侧从上到下依次开设有出水口2和进水口1，外壳体12底部开设有排渣口3。
支撑架13顶部固定连接有减速电机14，外壳体12内腔贯穿并转动连接有中心轴8，中心轴8向外延伸一端与减速电机14输出端固定连接，其中减速电机14由变频电机和减速器组成，以便控制中心轴8的转速。
中心轴8外转动套接有固定支架4，固定支架4顶部贯穿设有水平设置的连接杆10，连接杆10固定安装在外壳体12内侧壁上；中心轴8表面固定连接有多个沿中心轴8轴向等距排列的阴极片6，固定支架4上连接有与多个阴极片6相适配的阳极组件，阳极组件包括与固定支架4固定连接的阳极安装杆11，阳极安装杆11侧壁固定连接有多个阳极片7，阳极片7与阴极片6一一交错设置，阳极片7内部设有钛基涂层，阴极片6采用镜面不锈钢材料制成，其中，在实际处理时，可根据待处理水质水量灵活调整阴极片6和阳极片7的片数及面积，从而改变装置整体的处理能力，阴极片6和阳极片7为正对分布，这样可减小了电阻，保证电流稳定性，最终实现了效率最大化，在阴极片6除垢的同时，阳极片7周围反应产生的氯气等强氧化剂不仅可以降低氨氮及COD，而且具有杀菌灭藻的功效，氯气的产生也减少了循环水中的氯离子含量，降低了设备发生孔蚀的风险。
固定支架4上还连接有与阴极片6相对应的刮渣组件，刮渣组件包括多个刮渣板5，多个刮渣板5分别位于各个阴极片6外侧，多个刮渣板5外侧通过连接竖杆固定连接有同一根水平设置的刮渣杆9，刮渣杆9两端固定连接在固定支架4上，刮渣板5的位置保持不动，随着阴极片6的转动，阴极片6上的水垢与刮渣板5接触，刮渣板5将水垢刮除，掉落的水垢可经排渣口3向外排出，以保证电解反应与循环水除垢的进一步顺利发生。
本发明可通过以下操作方式阐述其功能原理：
使用时待处理水经进水口1进入外壳体12内，启动减速电机14，减速电机14带动中心轴8转动，中心轴8带动各个阴极片6转动，在阴极片6附近某些阳离子与电解反应产生的氢氧根离子生成难溶性水垢，如碳酸钙，氢氧化钙等并附着在阴极片6上，这样可降低循环水中这些难溶离子浓度，避免其在换热器管壁上结垢，随着电解反应的持续进行，阴极片6上的结垢厚度越来越大，水垢逐步与刮渣板5接触，刮渣板5可将阴极片6上的水垢去除，掉落后的水垢经排渣口3向外排出，以保证电解反应与循环水除垢的进一步顺利发生，处理完成后的循环水再经出水口2向外排出，装置整体自动化程度高，极大地减少现场管理成本及人力的投入，降低生产运行成本。
本发明还提供一种电化学去离子处理工艺，使用所述的一种电化学去离子处理设备进行电化学去离子处理。
作为上述技术方案的进一步描述：
包括如下步骤：
1)将待处理水经进水口1进入外壳体12内，启动减速电机14，减速电机14带动中心轴8转动，中心轴8带动各个阴极片6转动，在阴极片6附近阳离子与电解反应产生的氢氧根离子生成难溶性水垢并附着在阴极片6上；所述难溶性水垢为碳酸钙和/或氢氧化钙；
2)电解反应的持续进行，阴极片6上的结垢厚度越来越大，水垢逐步与刮渣板5接触，刮渣板5可将阴极片6上的水垢去除，掉落后的水垢经排渣口3向外排出；
3)处理完成后的循环水再经出水口2向外排出。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电化学去离子处理设备，包括外壳体(12)，其特征在于：所述外壳体(12)底部连接有支撑架(13)，所述支撑架(13)顶部固定连接有减速电机(14)，所述外壳体(12)内腔贯穿并转动连接有中心轴(8)，所述中心轴(8)向外延伸一端与减速电机(14)输出端固定连接；
所述中心轴(8)外转动套接有固定支架(4)，所述固定支架(4)顶部贯穿设有水平设置的连接杆(10)，所述连接杆(10)固定安装在外壳体(12)内侧壁上；
所述中心轴(8)表面固定连接有多个沿中心轴(8)轴向等距排列的阴极片(6)，所述固定支架(4)上连接有与多个阴极片(6)相适配的阳极组件，所述固定支架(4)上还连接有与阴极片(6)相对应的刮渣组件。
2.根据权利要求1所述的一种电化学去离子处理设备，其特征在于：所述外壳体(12)外侧从上到下依次开设有出水口(2)和进水口(1)，所述外壳体(12)底部开设有排渣口(3)。
3.根据权利要求2所述的一种电化学去离子处理设备，其特征在于：所述阳极组件包括与固定支架(4)固定连接的阳极安装杆(11)，所述阳极安装杆(11)侧壁固定连接有多个阳极片(7)，所述阳极片(7)与阴极片(6)一一交错设置。
4.根据权利要求3所述的一种电化学去离子处理设备，其特征在于：所述刮渣组件包括多个刮渣板(5)，多个所述刮渣板(5)分别位于各个阴极片(6)外侧，多个所述刮渣板(5)外侧通过连接竖杆固定连接有同一根水平设置的刮渣杆(9)，所述刮渣杆(9)两端固定连接在固定支架(4)上。
5.根据权利要求4所述的一种电化学去离子处理设备，其特征在于：所述阳极片(7)内部设有钛基涂层，所述阴极片(6)采用镜面不锈钢材料制成。
6.一种电化学去离子处理工艺，其特征在于：使用如权利要求5所述的一种电化学去离子处理设备进行电化学去离子处理。
7.根据权利要求6所述的一种电化学去离子处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：
1)将待处理水经进水口(1)进入外壳体(12)内，启动减速电机(14)，减速电机(14)带动中心轴(8)转动，中心轴(8)带动各个阴极片(6)转动，在阴极片(6)附近阳离子与电解反应产生的氢氧根离子生成难溶性水垢并附着在阴极片(6)上；
2)电解反应的持续进行，阴极片(6)上的结垢厚度越来越大，水垢逐步与刮渣板(5)接触，刮渣板(5)可将阴极片(6)上的水垢去除，掉落后的水垢经排渣口(3)向外排出；
3)处理完成后的循环水再经出水口(2)向外排出。
8.根据权利要求7所述的一种电化学去离子处理工艺，其特征在于：所述难溶性水垢为碳酸钙和/或氢氧化钙。
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