CN213475536U

CN213475536U - 一种冰箱式电化学预结垢水处理装置

Info

Publication number: CN213475536U
Application number: CN202021210722.7U
Authority: CN
Inventors: 高冬; 朱骏峰; 牛孟霄; 王伟; 潘泽成; 李慎
Original assignee: China National Chemical Engineering No14 Construction Co ltd; Jiangsu Runju Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: China National Chemical Engineering No14 Construction Co ltd; Jiangsu Runju Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-28
Filing date: 2020-06-28
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2030-06-28

Abstract

本发明公开了一种冰箱式电化学预结垢水处理装置，包括箱体和箱门，所述箱体的一侧设有箱门；箱体内部在高度方向上分布有阴极板，所述阴极板水平设置在箱体内，依次从上往下排列；在箱门上分布有阳极板；所述阳极板水平安装在箱体门上，所述阳极板与阴极板间隔排列；阴极板、阳极板依次交替排列安装。冰箱式高效型电化学预结垢水处理装置阴极、阳极紧密排列且为正对分布，电阻变小，保证了电流分布的稳定性，最终实现处理效率的最大化。

Description

一种冰箱式电化学预结垢水处理装置

技术领域

本发明创造属于环保设备技术领域，具体是一种冰箱式高效率预先去除水体中成垢离子的电化学水处理装置，尤其适用于钙离子、镁离子含量较高的状况；具体为一种冰箱式电化学预结垢水处理装置。

背景技术

工业上诸多领域都离不开循环水，循环水在热交换的过程中极易形成水垢，水垢是一种导热性极差的物质，水垢的存在会大大降低换热设备的传热效率，导致燃料消耗量增加，耗费了大量的能源，对环境造成污染；结垢的同时还会伴随着腐蚀，会缩短设备使用寿命，甚至可能产生爆炸，从而引发安全事故。水垢的存在极大的困扰了企业，清理水垢的工作复杂而繁琐，不仅需要拆卸设备和管道，还需停工停产，也耗费了大量人工成本。

目前，现有的除垢方法主要有水预处理法、物理法、化学法等，其中水预处理法采用离子交换设备可提前置换出水中的成垢离子，但该设备需定期更换交换介质，且工作效率不稳定。物理法常采用电磁或强磁处理的方法，阻止水中成垢离子结合生成水垢，但该方法阻垢除垢效果市场普遍反映不佳。化学法主要是向循环水中投加化学药剂来阻止水垢生成，该方法耗费成本过高，且容易造成二次污染。

随着电化学处理技术在各个领域的大规模推广，电化学预结垢处理技术逐步发展起来，出现了种类众多的电化学预结垢设备，具有明显的除垢效果，不过效果无法达到预期值。究其原因在于现有电化学预结垢设备处理量太小，多台联用时波动性大且占地面积较大，普适性不强。基于此，亟需研发制造一种高效型电化学预结垢水处理装置，提升预结垢的稳定性与效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种冰箱式电化学预结垢水处理装置。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种冰箱式电化学预结垢水处理装置，包括箱体和箱门，所述箱体的一侧设有箱门；箱体内部在高度方向上分布有阴极板，所述阴极板水平设置在箱体内，依次从上往下排列；在箱门上分布有阳极板；所述阳极板水平安装在箱体门上，所述阳极板与阴极板间隔排列；阴极板、阳极板依次交替排列安装。

本发明的进一步的技术方案，阳极板数量最多为20片。

本发明的进一步的技术方案，所述箱体上有进水口和出水口；所述进水口位于箱体的下部，所述出水口位于箱体的上部。

本发明的进一步的技术方案，所述箱门设有绝缘密封部件；所述绝缘密封部件包括绝缘座、O型密封圈、绝缘垫圈和螺母。

进一步的，所述箱体内还设有刮刀组件，所述刮刀组件包括刮刀和刮刀架，所述刮刀架固定连接在箱体上，所述刮刀架上设有刮刀。刮刀用于对在阴极产生的垢层进行机械去除，刮刀架用于准确固定刮刀。

本发明的进一步的技术方案，所述门关闭时和箱体锁紧；达到密封作用。

本发明具有如下有益效果：本发明创造提出一种冰箱式高效型电化学预结垢水处理装置，可高效去除水体中存在的钙离子、镁离子。装置内部阴极、阳极依次交替排列安装，阴级、阳极正对面积大且占地面积小；同时，根据不同领域、不同水质状况的处理需求，阴极、阳极数量与装置大小可实现针对性调整，提升预结垢的稳定性与效率。冰箱式高效型电化学预结垢水处理装置阴极、阳极紧密排列且为正对分布，电阻变小，保证了电流分布的稳定性，最终实现处理效率的最大化。

附图说明

图1为本发明的箱体结构图；

图2为本发明的箱体立体图；

图3为本发明的箱门立体图；

图4为本发明的箱门结构图；

图5为本发明的箱门左视图。

其中：箱体1、进水口2、出水口3、阴极板4、箱门5、阳极板6、绝缘密封部件7。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

如图所示，本发明创造提出一种冰箱式高效型电化学预结垢水处理装置，可高效去除水体中存在的钙离子、镁离子。装置内部阴极、阳极依次交替排列安装，阴级、阳极正对面积大且占地面积小；同时，根据不同领域、不同水质状况的处理需求，阴极、阳极数量与装置大小可实现针对性调整，阳极数量最多为20片。

本装置包括箱体1和箱门5，所述箱体的一侧设有箱门5，所述箱体与箱门之间设有绝缘密封部件；箱体1内部在高度方向上分布有阴极板4，所述阴极板水平设置在箱体内，依次从上往下排列；在箱门上分布有阳极板6；所述阳极板水平安装在箱体门上，所述阳极板与阴极板间隔排列；阴极板、阳极板依次交替排列安装。

所述箱体上有进水口2和出水口3；所述进水口位于箱体的下部，所述出水口3位于箱体的上部。

所述箱体内还设有刮刀组件，所述刮刀组件包括刮刀和刮刀架，所述刮刀架固定连接在箱体上，所述刮刀架上设有刮刀。刮刀用于对在阴极产生的垢层进行机械去除，刮刀架用于准确固定刮刀。

所述绝缘密封部件包括绝缘座、O型密封圈、绝缘垫圈和螺母。

所述门关闭时和所述箱体锁紧达到密封作用。

本发明采用了插入式电极提高了阴、阳极面积并引入了反应腔室，配合形成反应腔室的阳极或阴极导流孔使水在装置内停留的时间延长从而提高装置处理能力，可以快速的打开和密封箱体使装置更加容易操作。

箱体作为一个反应室而存在，待处理水通过进水口进入设备，处理后经出水口进入下级系统。刮刀用于对在阴极产生的垢层进行机械去除，刮刀架用于准确固定刮刀。

冰箱式电化学预结垢水处理装置组装完成后，将作为一个整体进行安装，无特殊要求。装置运行时，待处理水通过进水口2进入设备，待处理水经过设备处理后通过出水口3流出。运行过程中通直流电，阴极板4上会持续产生垢层。

冰箱式高效型电化学预结垢水处理装置阴极、阳极紧密排列且为正对分布，电阻变小，保证了电流分布的稳定性，最终实现处理效率的最大化。运行时控制电压为24V，设计电流为600A，实际电流视水流速度、水质电导率、温度有所变动。装置应用在工业循环冷却水系统中时高电流不仅可以高效去除钙离子、镁离子，还可以集中产生大量强氧化物，如：臭氧、氧自由基、羟基自由基和双氧水，实现杀菌灭藻与缓蚀功能。

相较于同类型电化学预结垢设备，本装置在提升工作效率的同时，缩小了设备相对体积，减少了排污水量。为保证待处理水经进水口2进入装置后的处理效果，实现减少水流速度的目的，从而保证了设备的处理效果。

冰箱式高效型电化学预结垢水处理装置工作原理包括：

1）待处理水进水水槽后，发生电化学反应，阴极板附近产生大量的氢氧根离子，使该区域形成强碱性环境（pH大约为10），让易结垢的离子预先结垢，附着于阴极板上。主要化学反应方程如下：

2H₂O+2e^- → H₂+2OH^- CO₂+OH^-→ HCO₃ ^-

HCO₃ ^-+OH^- → CO₃ ^2-+H₂O CO₃ ^2-+ Ca²⁺ → CaCO₃↓（水垢）

2）在阳极板附近，经电化学反应氯离子转化成游离氯，同时产生微量臭氧、氧自由基、羟基自由基和双氧水，这些产物均具备强氧化性，结合电流及局部高和低（阳极）pH值，使产品具有杀菌灭藻的效果。主要化学反应方程如下：

O₂+2OH^-→ O₃+H₂O+2e^- 2Cl^-→ Cl₂+2e^-

Cl^- → Cl⁰+e^- 2H₂O → H₂O₂+2H⁺+2e^-

冰箱式高效型电化学预结垢水处理装置应用在循环水系统中时，主要根据一定周期内循环水中钙离子、氯离子的变化趋势反应处理效果；在应用于脱盐水站浓缩液处理、中水回用处理、污水处理、油田回注水处理时，主要根据一次性处理时钙离子、镁离子的变化趋势反应处理效果。为更好的体现装置长期运行效果，这里以装置应用于循环水系统时的状况做说明。现有一套工业循环冷却水系统，系统保有水量3000 m3；循环水量为10000 m3/h；运行浓缩倍数为2。在采用一套高效型电化学预结垢水处理装置（9片阳极）以后，运行三个月，循环水系统浓缩倍数稳定控制为6，循环数系统钙硬度、氯离子均得到有效控制。

表1 关键离子浓度变化趋势

项目	原系统	一周	两周	一个月	三个月及以后
						钙硬度（mg/L）	520	420	370	330	≤300
氯离子（mg/L）	400	350	320	300	≤290

钙硬度的有效控制可以降低系统的结垢倾向，可以提高换热效率，保障系统运行的稳定性。氯离子含量的减少，将大大降低管道及换热器的腐蚀情况，延长系统的运行时间。

本发明的意义

高效型电化学预结垢水处理装置主要用于除钙离子、镁离子，尤其适用于化工循环水处理、电厂循环水处理、脱盐水站浓缩液处理、中水回用处理、污水处理、油田回注水处理过程中的去除钙离子、镁离子。

本装置应用于工业循环水处理时不仅可以实现钙离子、镁离子的去除，还可实现杀菌灭藻及缓蚀的作用，完全取代现有投加化学药剂控制循环水运行的方式。与此同时，装置在运行过程中还可以提高循环水系统运行过程中的浓缩倍数，浓缩倍数的提高将大大降低补充水量与排污水量，从而减少补充水费用及排污水处理费用。装置的出现将逐渐改变现有循环水系统运行模式，即投加化学药剂，推动循环水系统的处理方式朝着清洁环保节能的方向发展。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种冰箱式电化学预结垢水处理装置，其特征在于：包括箱体和箱门，所述箱体的一侧设有箱门；箱体内部在高度方向上分布有阴极板，所述阴极板水平设置在箱体内，依次从上往下排列；在箱门上分布有阳极板；所述阳极板水平安装在箱体门上，所述阳极板与阴极板间隔排列；阴极板、阳极板依次交替排列安装。

2.如权利要求1所述的一种冰箱式电化学预结垢水处理装置，其特征在于：阳极板数量最多为20片。

3.如权利要求1所述的一种冰箱式电化学预结垢水处理装置，其特征在于：所述箱体上有进水口和出水口；所述进水口位于箱体的下部，所述出水口位于箱体的上部。

4.如权利要求1所述的一种冰箱式电化学预结垢水处理装置，其特征在于：所述箱门设有绝缘密封部件，所述绝缘密封部件包括绝缘座、O型密封圈、绝缘垫圈和螺母。

5.如权利要求1所述的一种冰箱式电化学预结垢水处理装置，其特征在于：所述箱体内还设有刮刀组件，所述刮刀组件包括刮刀和刮刀架，所述刮刀架固定连接在箱体上，所述刮刀架上设有刮刀。

6.如权利要求4所述的一种冰箱式电化学预结垢水处理装置，其特征在于：所述箱门关闭时和箱体锁紧。