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公布日期:2017-05-10 滥觞: 本网 检察次数: 1053 作者:admin

焦点提醒:  物理水处理技术在轮回冷却水处理中的使用吴祥平S姜晨2,马伟2(1.河南鑫磊煤化集团,河南安阳455000;2.大连理工大学化工学院,辽宁大连116024)了现行物理处置法在轮回冷却水处理中存在的问

  物理水处理技术在轮回冷却水处理中的使用吴祥平S姜晨2,马伟2(1.河南鑫磊煤化集团,河南安阳455000;2.大连理工大学化工学院,辽宁大连116024)了现行物理处置法在轮回冷却水处理中存在的成绩,并对其发展前景做了瞻望,公道了操纵是一个水处理行业中的可持续的办法。

  轮回水系统是大型装备停止换热所必不可少的附带装备,在工业生产和日常生活中有着相称普遍的使用。当轮回冷却水体系呈现成绩时,将严峻影响装备的一般事情,形成宏大的经济损失。

  近年来,因为情况压力的增长和现存化学处置法中存在的投药历程庞大,排污对水体发生净化等不足之处,寻觅低能耗、节水减排的产业轮回冷却水处理技术成为当前开展的大趋向。讨论和研讨新型轮回水物理处置手艺,在不增加任何化学药剂的状况下,到达防垢、阻垢、灭菌弛缓蚀感化,在轮回水处理范畴有着宽广的使用远景和贸易市场。

  1物理水处理技术及其次要道理物理水处理技术指操纵磁场、电场、改动水的外表电荷、机器滋扰(涡流装备、超声、霎时压力改动)等手腕对水体停止处置。

  物理法处置轮回冷却水,次要是使用声、电、磁等手艺及其响应装备来有目的地改动硬水中各类离子和份子的活动情况,从而到达处置目标。

  物理水处理法的次要道理是:变革的电场、磁场等使无机盐离子发作会萃,钙离子、碳酸氢盐等发作碰撞并堆积,发生本体沉淀,这些天生的亚微米级的晶粒就组成晶种。经处置的水进入换热器后,无机离子的溶解度降落,从水中别离出来。此时,无机离子粘附在自在水中的晶种上,构成坚实的污垢,而不是堆积在换热器外表。当流速充足大时,这类软垢可被剪切力冲走,从而到达阻垢目标。

  2物理水处理技术研究近况关于物理水处理技术的研讨开端于50年前,长期以来,人们停止了大量的研讨,今朝比力常用的物理除垢、防垢办法有:超声波处置法、高压静电场处置法、磁化处置法等。

  2.1超声波法N.Chepurnoi操纵超声波对糖厂糖液蒸发历程中减缓积垢构成的研讨中发明超声波能够低落积垢系数(垢层热阻与总热阻之比),并且整个过程中不消洗罐。中国石油化工股份有限公司也曾于2000年在生产线最重要的冷却器管线上加了台TC-4-10型超声防垢器,大大削减了走水管道内壁的水垢,收缩了装备的洗濯距离和保护调养周期,节流了大量资金。超声波防除垢机理的次要表示为:(1)超声空化作用削减成垢物资的结晶;(2)活化感化进步液体的相对溶垢才能;(3)超声机器感化;(4)加强微粒的悬浮才能使垢质堆积速度减小。

  李健等人的研讨表白,超声波具有较着的阻垢才能,与阻垢剂同时利用时有优良的协同结果。BroekmanS.等人利用剪切、微气泡和高频低功率超声结合处置产业冷却水,成果表白,此办法可有用掌握水中细菌和藻类,削减生物膜,利于水质不变。在大学、乳制品厂、化工厂等多处的冷却塔中的实践使用也取得了较着的结果,可替代化学加药法停止水质处置。

  超声波在除防垢上有在线处置、装备丧失小、本钱低、易于实现自动化等凸起特性,作为当代的一种环保、高效的先进技术,具有很大的发展潜力。俄罗斯等一些国度在此方面的研讨曾经比力深化,消费出的一些除垢器,在实践使用中也显现出了超声除垢的优越性。可是因为今朝超声除垢的机理及影响身分研讨的还不是很深化,除垢器的设想还不敷完美,当前的应用领域也比力窄,因而有很多成绩正等候着专家和学者去研讨。

  2.2高压静电处置法高压静电场防垢除垢手艺的研讨开发利用最早来源于美国。

  我国的第一台静电水垢控制器在1975年研制胜利,今朝已有大量的静电水垢控制器投入运转。

  离子高压静电水处理是由离子棒、高压电源发生器、管道等而构成的。以是又称之为离子棒处置。

  祁利明等人研讨了用静电离子棒对电厂轮回冷却水的结果,成果表白在模仿电厂实践运转事情参数的状况下,实验能到达与电厂类似的阻垢率变革趋向,证实静电离子棒在轮回冷却水的阻垢、剥垢方面具有适用性和可行性。且静电离子棒具有设备简朴、无药剂净化、运转保护、操纵简单易行等劣势。

  高压静电场对进步水的处置量,改进情况有重要意义,在水处理领域中具有宽广使用远景,但该手艺的研讨尚不成熟。

  已有的高压静电场生物效应的研讨表白:高压静电场既能够杀菌消毒,在某些恰当的状况下也能够增进细胞的分生、进步细胞抗损伤和抗朽迈的才能、刺激微生物发展,存在处置结果不稳定的特性。

  2.3磁化处置法利用磁场效应对水停止处置,称为水的磁化处置。1945年比利时韦梅朗使用磁化水削减汽锅水垢获得成功并申请了专利。该手艺因为安装简朴,不需要任何化学试剂而被美国、日本和前苏联普遍使用并获得开展。1964年以来,前苏联科学家把水的磁化处置应用于热效能工程范畴,同时停止了大量的研讨,其成果都表白,利用磁化水可较着地减慢汽锅水垢的天生,并且老的汽锅水垢还简单肃清。

  大量研讨表白磁场能够对水溶液的部门理化性子、结晶历程及晶体结构等发生影响。当轮回水流经磁处置装备时,水溶液中的Ca2+与CO,等带电离子因为洛仑兹力的感化被束厄局促于磁力线四周,使得该处粒子的浓度高于无磁场感化的地区,同时因为阴阳离子的活动标的目的相反,因而Ca2+和CO/-离子间的碰撞时机增长。磁场对极性水分子的取向感化抑止了晶粒的长大和天生。别的,湍流状况下磁场能增进霰石而不是方解石的天生,从而避免水中硬垢的发生,天生松散的软垢,并能使已成硬垢的方解石转变成霰石,随排污排走,从而到达防垢除垢的结果。

  冷却水的磁化法处置是研讨和使用最为普遍的物理处置法,可是另有很多成绩需求讨论,其感化机理至今尚不完全明白,且其处置结果不敷不变。按照有关资料引见,磁化法处置冷却水,服从偶然可靠近100%,而偶然险些无效,在这方面尚缺少完好的科学资料。

  2.4新型物理处置手艺除了上述几种最常用的办法外,近年来,人们对上述办法停止了改良其实不断开发研讨新型物理水处理技术。

  2.4.1高频电磁场高频电磁场水处理安装是最新一代物理水处理技术产物,是永磁式和高压静电式水处理器的换代产物,设想上克制了前二者的缺陷,保存了其长处。高频电磁水处理安装是由电子电路发生的高频电磁振荡在牢固的南北极间构成必然强度的高频电磁场,水经由过程高频电磁场时,水分子作为偶极子被不竭重复极化而发生扭曲、变形、反转、振动,且与外加电磁场共振使其份子活动增强,从而使本来缔合构成的各类综合链状、团状的大分子解离成单个水分子,最初构成比力不变的双水分子,增长了水的活性,改动了水分子与其它离子的分离形态,使碳酸盐晶体析出的工夫拖后,并以粗大的颗粒析出,而不构成坚固的水垢。同时,大功率脉冲电压和高频电位移电流特性,能够使微生物细胞内的“补酶”损失代谢功用,细胞的活性遭到抑止。脉冲电压毁坏了微生物的细胞膜,使细胞内的原生质漏出而灭亡。

  2.4.2射频电场在水中间接使用射频电场是物理处置法中的一种新技术。Leonard等人利用两个平行石墨电极板发生射频电场,考察了三种电压(2V,5V和13V)和两种频次(13.56MHz和27.12MHz)下换热器中碳酸钙污垢的去除结果。成果发明,经处置后水样的污垢热阻有34-88%的降落,且肯定最好尝试前提为2V和13.56MHz.该研讨证实,作为一种新型物理处置手艺,射频电场是一种减缓污垢的有用东西,可用于轮回冷却水处理。

  2.4.3脉冲火花放电近年来,人们对水中脉冲电场击穿的研讨也投入了许多的眼光。YongYang等人研讨了脉冲火花放电在硬水碳酸钙沉淀中的使用。经10分钟等离子处置后,水中钙离子浓度降落了20-26%,悬浮固体颗粒增长了险些100%,且碳酸钙的形状从圆形方解石转变为菱形。脉冲火花放电次要经由过程电解、等离子体通道四周的部分加热和高压电场三种作用来改动水合离子的双电子层构造,从而起到增进碳酸钙沉淀的感化。

  2.4.4催化质料物理处置手艺中开释的金属离子有催化阻垢结果的感化。研讨表白,痕量的锌、铜等离子的存在,会减缓碳酸钙的成核速度并改动其晶形,从而可到达阻垢防垢的目标。与铜、镁等离子相比较,锌离子具有更较着有用的阻垢感化,且当Zn/Ca浓度比大于0.06X10-3时,碳酸钙的结晶形状从方解石变成更易去除的霰石研讨了三种流速下物理处置手艺中催化金属处置高硬度水的结果,成果表白,差别流速下污垢热阻降落了17-38%,且垢层更易去除。

  3物理水处理技术在轮回水处理中的使用瞻望跟着水资源匮乏及水质净化成绩的日趋严重,传统轮回冷却水处理办法已不克不及满意财产和开展的的需求,且存在净化华侈等不足之处,因而,对新型绿色节能减排处置手艺的研讨还需进一步深化。多年来,人们诡计开辟物理处置办法来替换化学法,因其具有以下长处:能耗小,用度低:物理处置法普通只需求耗损电能,并且可解除现存的化学处置加药法式,节流了测试和保护加药控制程序的用度和工夫。

  节水减排:物理水处理法可去除水中总溶解性固体(TDS),低落水硬度,进步轮回冷却水稀释倍数,从而节省轮回水量。且物理处置手艺无需排污,无残留药剂净化成绩。

  投资收受接管快:物理法在实践使用中的投资收受接管工夫普通低于3年,有些以至不到1年。

  完好的物理处置体系该当包罗去除新老垢泥、掌握微生物净化,削减腐化等多种成效。可是因为研讨不敷充实、大多数只针对轮回水中的阻垢结果、运转工夫短等缘故原由,晚期的物理水处理技术在实践使用中并没有获得幻想的结果,使得物理法不断没有获得普遍的使用。

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