CN203247127U - 一种循环冷却水直流电解处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种循环冷却水直流电解处理设备，主要由电解反应器、直流电源、电极连接装置和自控系统组成；电解反应器上方设有电极连接装置，电极连接装置连接直流电源，自控系统分别连接电解反应器、直流电源和电极连接装置。通过直流电源提供的直流电能，利用电解反应器中发生的直流电解过程实现除垢、杀菌灭藻和缓蚀效果。设备通过电极连接装置和自控系统实现自动运行，具有效果明显、清洁性、节约水资源、低能耗、低成本、可实现无人值守等优势。

Description

一种循环冷却水直流电解处理设备

技术领域

 本实用新型属于水处理技术领域，主要涉及一种循环冷却水处理设备，特别是涉及一种循环冷却水直流电解处理设备。

背景技术

工业生产和建筑空调冷却系统数量巨大，耗水量惊人，历来是节能减排的重要研究领域。循环冷却水系统在运行过程中会因水质变化而发生结垢、微生物滋生和腐蚀等问题。结垢会导致系统传热效率严重下降，使系统能耗大幅上升，并易引起垢下腐蚀；微生物滋生则易引发管道和设备堵塞，并加速金属表面化学腐蚀；腐蚀则加剧了设备故障率提高，甚至会引发事故。因此如何合理而有效的处理循环冷却水对于节能减排、维护安全生产和提高经济效益具有十分重要的意义。

传统的循环冷却水处理方法包括化学法和物理法。化学法是指通过向循环水中投加阻垢剂、杀菌剂和缓蚀剂等化学试剂来实现防止系统结垢、微生物滋生和腐蚀的方法。化学法处理效果明显，是目前循环冷却水处理最为广泛使用的方法，但同时也存在着环境兼容性差、操作繁琐、控制要求复杂、运行成本较高、浪费大量人力、节水性能有限等缺点。物理法主要是指以电场或磁场为作用介质的处理方法，其原理是利用高压静电或高能磁场改变循环冷却水中的钙镁等离子的存在状态，从而抑制其结晶析出，实现阻垢；而高压静电能击穿微生物细胞壁，起到有杀菌灭藻作用。物理处理设备如电子水处理仪、高压静电水处理器、高能磁（高能粒子）环阻垢仪等安装维护简单，但经验表明处理效果十分有限，业已随着时间推移逐渐淡出市场。

发明内容

发明目的：

本实用新型针对化学法和物理法的缺点和不足，提出了一种直流电解处理设备，通过直流电解设备实现除垢、杀菌灭藻和防腐蚀的效果。

技术方案：

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种循环冷却水直流电解处理设备，其特征在于：主要由电解反应器、直流电源、电极连接装置和自控系统组成；电解反应器上方设有电极连接装置，电极连接装置连接直流电源，自控系统分别连接电解反应器、直流电源和电极连接装置。

电解反应器内部设置阴极和阳极，阴极和阳极采用具有电催化性能的钛基涂钌电极。

电解反应器设置有进水口、出水口、进气口和排渣口，进水管路上设置进水管止回阀，进气管路上设置进气管止回阀，出水管路上设置出水电动阀，排渣管路上设置排渣电动阀，电解反应器底部设置倒锥形，排渣口设置于倒锥形下端。

自控系统与进气管止回阀之间设有空压机，与出水口之间设有出水电动阀，与排渣口之间设有排渣电动阀。

电极连接装置能够实现电解阴阳极切换。

优点及效果： 

本实用新型是一种循环冷却水直流电解处理设备，具有如下优点：

本实用新型能够在一台设备中实现循环冷却水除垢、杀菌灭藻和缓蚀效果，并实现自动排垢和气压快速排垢，设备运行以PLC程序自动控制，可实现无人值守。

附图说明：

图1为本实用新型循环冷却水直流电解处理设备结构示意图。

附图标记说明：

图中：1-电解反应器；2-直流电源；3-电源连接装置；4-自控系统；5-电极；5a-阳极；5b-阴极；6-进水口；7-出水口；8-进气口；9-排渣口；10-空压机；11a-进水管止回阀；11b-进气管止回阀；12-排渣电动阀；13-出水电动阀。

具体实施方式： 

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

本实用新型提出了一种循环冷却水直流电解处理设备，其特征在于：主要由电解反应器1、直流电源2、电极连接装置3和自控系统4组成；电解反应器1上方设有电极连接装置3，电极连接装置3连接直流电源2，自控系统4分别连接电解反应器1、直流电源2和电极连接装置3。通过直流电源提供的直流电能，利用电解反应器中发生的直流电解过程实现除垢、杀菌灭藻和缓蚀效果。设备通过电极连接装置和自控系统实现自动运行。

电解反应器1采用玻璃钢制模加工，内部设置阴极5b和阳极5a，阴极和阳极采用具有电催化性能的形稳电极，钛基涂钌电极。

电解反应器1设置有进水口6、出水口7、进气口8和排渣口9，分别用于进水、出水、进气和排渣，进水管路上设置进水管止回阀11a，进气管路上设置进气管止回阀11b，出水管路上设置出水电动阀13，排渣管路上设置排渣电动阀12，电解反应器1底部设置倒锥形以便于排渣，排渣口9设置于倒锥形下端。

自控系统4与进气管止回阀11b之间设有空压机10，与出水口7之间设有出水电动阀13，与排渣口9之间设有排渣电动阀12。

电极连接装置3通过控制能够实现电解阴阳极切换。

自控系统4通过PLC程序控制实现循环冷却水直流电解处理设备的电解、除垢、排渣等操作过程自动运行。

如图1所示，设备运行过程中，循环冷却水自进水口6流入、自出水口7流出，在电解反应器1内的电极5（5a、5b）上由直流电源2提供的电能进行电解反应。阳极5a析出活性氯、活性氧和自由基等活性物质杀灭水中细菌和藻类，实现杀菌灭藻效果。阴极5b发生析氢反应产生氢氧根，使循环冷却水中钙镁离子形成水垢附着在阴极上。当电解过程进行一段时间，自控系统4的PLC程序会发出控制信号停止进水并控制电极连接装置3切换电极连接方向，使阳极5a转换成阴极5b，而阴极5b转换成阳极5a。电极切换完成后继续电解一段时间，使附着在阴极5b上的水垢脱落进入电解反应器1底部倒锥形。此时，自控系统PLC程序发出控制信号关闭出水管路电动阀13，同时启动排渣管路电动阀12和空压机10，利用压缩空气产生的压力实现顺利和快速排渣，防止堵塞排渣管路和阀门。进水管路止回阀11a可确保反应器内水、渣不会倒流至进水管路，保证进水泵安全。排渣完成后，重新启动电解过程，进入下一周期运行。进气管路止回阀11b可防止空压机10进水。

本实用新型所述的循环冷却水直流电解处理设备可以用于各种行业、各种类型和各种规模的循环冷却水系统，并不限于具体实例，此处仅以下面实施例对本发明进行验证和说明：

选择沈阳中富瓶胚有限公司纯净水灌装生产线冷却系统作为试验研究对象，该系统主要用于纯净水罐装生产设备冷却，规模为50m³/h。由于缺乏专业维护人员，系统补水依靠浮球液位计所控制的补水阀开度进行控制，除了风吹损失，系统很少排水，导致长期在极高的浓缩倍数（按照电导率和硬度检测结果判断，系统浓缩倍数大于600倍）条件下运行，同时系统很少进行化学处理和维护，造成系统结垢和腐蚀严重，换热器表面结垢厚度大于8mm，系统冷却效果很差，冷却介质温差低于2摄氏度。

本实用新型设计并加工制造了循环冷却水直流电解处理设备。在上述循环冷却水系统上设置旁路系统，将直流电解处理设备接入旁路系统进行电解试验。调节设备电流为10～30A，电解时间为3～12h，按照上述控制过程运行。每天取循环冷却水系统内水样进行检验，分别测定pH值、电导率、总硬度和细菌总数等水质指标。连续运行1个月，过程中设备排除大量水垢，循环冷却水硬度持续降低后维持在一个平衡浓度，系统中菌藻浓度维持在10³个/L的较低水平。上述结果表明，循环冷却水直流电解处理设备具有明显的除垢和杀菌灭藻作用。同时设备通过PLC程序自动控制，可实现无人值守。

Claims (5)

1.一种循环冷却水直流电解处理设备，其特征在于：主要由电解反应器（1）、直流电源（2）、电极连接装置（3）和自控系统（4）组成；电解反应器（1）上方设有电极连接装置（3），电极连接装置（3）连接直流电源（2），自控系统（4）分别连接电解反应器（1）、直流电源（2）和电极连接装置（3）。

2.根据权利要求1所述的循环冷却水直流电解处理设备，其特征在于：电解反应器（1）内部设置阴极（5b）和阳极（5a），阴极和阳极采用具有电催化性能的钛基涂钌电极。

3.根据权利要求1所述的循环冷却水直流电解处理设备，其特征在于：电解反应器（1）设置有进水口（6）、出水口（7）、进气口（8）和排渣口（9），进水管路上设置进水管止回阀（11a），进气管路上设置进气管止回阀（11b），出水管路上设置出水电动阀（13），排渣管路上设置排渣电动阀（12），电解反应器（1）底部设置倒锥形，排渣口（9）设置于倒锥形下端。

4.根据权利要求3所述的循环冷却水直流电解处理设备，其特征在于：自控系统（4）与进气管止回阀（11b）之间设有空压机（10），与出水口（7）之间设有出水电动阀（13），与排渣口（9）之间设有排渣电动阀（12）。

5.根据权利要求1所述的循环冷却水直流电解处理设备，其特征在于：电极连接装置（3）能够实现电解阴阳极切换。

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