以折流电化学反应器为核心,构建除垢中试系统,研究不同参数对水垢去除过程的影响。结果表明,中试条件下垢样为层叠状的方解石型碳酸钙。阳极酸性区对碱度有去除作用,使得碱度去除率高于硬度去除率,降低水体结垢倾向。阴极电流密度过大造成水垢沉积效率降低;优化阴极电流密度为1.5 mA/cm2。阴极面积对水垢沉积过程影响较大,大阴极面积有利于提高沉积速率、降低能耗。数学建模表明箱体扁平化有利于提高装置除垢能力。
循环冷却水系统的稳定运行对于保证企业安全稳定生产具有十分重要的意义。结垢现象广泛存在于循环冷却水系统,会造成循环水换热效能下降与能耗增加。为此,控制循环水系统水垢沉积成为保障循环冷却水系统安全稳定运行的关键。其控制方法包括:物理清洗法、化学药剂法、电化学法、超声波法、高压静电阻垢技术、磁化及电磁处理法等。由于环保政策与标准的限制,目前使用最为广泛的化学药剂法在未来发展过程中会受到较大的限制。
电化学除水垢技术属于典型的主动式除垢阻垢技术,其优点在于能够将水中成垢离子以水垢沉积的方式从水体中析出,由此使得循环冷却水浓缩倍数提高,减少排污水量及补水量,节约水资源。与此同时,电化学阳极在反应过程中能够产生大量强氧化性活性物质,对微生物及藻类也具有较好的杀灭及抑制作用。
在前期工作基础上,本课题组自制折流板电化学除垢反应器,并以此为核心构建电化学水垢去除中试系统,详细研究了水垢去除过程中水质参数变化及阴极面积、水样硬度、硬度/碱度比、阴极电流密度等参数对于除垢效果的影响。