2010年第3期節(jié)能(總第332期)ENERGY CONSERVATION-25-高壓靜電離子棒在冶金工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中的應(yīng)用劉康珍(山東省冶金建設(shè)開發(fā)公司,山東濟(jì)南250101)摘要:為解決冶金工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)管道和設(shè)備壁面結(jié)垢問題,曾采用添加阻垢劑,殺菌劑等方法,但效果并不理想。安裝使用高壓靜電離子棒,1周后水質(zhì)硬度迅速上升,沒有明顯結(jié)垢現(xiàn)象;后因引入水質(zhì)濁度太高,導(dǎo)致離子棒失效;經(jīng)清淤處理,使循環(huán)水濁度低于5x10-°，離子棒正常工作,并達(dá)到了除垢、防垢、殺菌的效果。關(guān)鍵詞:高壓靜電;離子棒;循環(huán)水;水硬度;水濁度中圖分類號(hào):TQ085*.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1004 -7948(2010)03 -0025 -03高壓靜電離子棒是當(dāng)今世界上水處理領(lǐng)域中引言一種新的高科技產(chǎn)品,可廣泛應(yīng)用在以下領(lǐng)域的循循環(huán)水早已被廣泛地應(yīng)用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)中環(huán)水中1-4):(1)熱電行業(yè)上的冷卻凝汽器冷油的各個(gè)領(lǐng)域,其分布之廣,應(yīng)用之多,僅次于電力資器、冷風(fēng)器;(2)鋼鐵冶金行業(yè)上各種加熱爐的爐源。當(dāng)今世界上水資源非常緊缺,如何有效地應(yīng)用體系統(tǒng);(3)煉油化工行業(yè)上各種反應(yīng)器和冷卻工業(yè)循環(huán)水,已引起各個(gè)行業(yè)的重視。影響工業(yè)循器;(4)空調(diào)制冷行業(yè);(5)游泳池里用來殺菌滅環(huán)水有效地實(shí)現(xiàn)冷熱載體效果的原因是隨著循環(huán)藻,進(jìn)行水質(zhì)更新等。.水循環(huán)次數(shù)的增加,會(huì)在其流過的管道和設(shè)備壁上循環(huán)水在流經(jīng)電子離子棒產(chǎn)生的高壓靜電場(chǎng)結(jié)成--層污垢,造成管道的內(nèi)徑變細(xì)、設(shè)備壁面的時(shí),會(huì)受到離子棒周圍產(chǎn)生的靜電場(chǎng)的影響,使具傳熱系數(shù)大幅度降低,這樣會(huì)使整個(gè)裝置能力下有極性的H20的偶極距增大,而溶解在水中的降。在夏季里,由于氣溫升高,在循環(huán)水中會(huì)生長(zhǎng)Ca2+、Mg?*和CO;一等離子被這些水分子所包圍，一些菌藻類微生物,它們?cè)谘h(huán)水的流動(dòng)過程中，從而減少了彼此間的有效碰撞,降低了正負(fù)離子間同樣會(huì)造成管道和設(shè)備的堵塞,降低設(shè)備冷熱交換的運(yùn)行速度,阻止了污垢的形成;同時(shí)在靜電場(chǎng)的能力。為解決這-問題, 山東省冶金建設(shè)開發(fā)公司作用下,水分子增加了與碳酸鹽、硫酸鹽等正負(fù)離于2009年3月在循環(huán)水系統(tǒng)中使用了高壓靜電離子的水和能力,因而加快了對(duì)已在管壁和設(shè)備壁面子棒,進(jìn)行除垢、防垢和殺菌滅藻,從而停止了向循上形成水垢的溶解速度,使已形成的水垢逐漸松環(huán)水中加藥。在使用過程中,不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),吸散、龜裂,直至脫落,達(dá)到除垢的目的。同時(shí)高壓靜取教訓(xùn),改進(jìn)應(yīng)用方法,現(xiàn)已完全實(shí)現(xiàn)了在循環(huán)水中除垢、防垢和殺菌滅藻的目的,使用至今,效果十電場(chǎng)還會(huì)使水體中產(chǎn)生- -定的電子密度,將溶解在分明顯。水中的空氣與水體- -起產(chǎn)生如02- H2O2羥基自1高壓靜電離子棒的工作原理(見圖1)由基等活性氧,這些活性氧可有效地把系統(tǒng)中的管山道和設(shè)備表面進(jìn)行氧化,使其表面形成--層微薄的氧化膜,隔絕水中的氧與金屬壁面直接接觸,達(dá)到EI曰水偶板子S防腐蝕的目的;這些活性氧還能破壞生物細(xì)胞的離子通道,改變細(xì)菌和藻類的生物場(chǎng),起到殺菌滅藻( ) Ca",Mg*的作用,其效果比氯氣好得多。日so*.co;2原中國(guó)煤化工YHC N M H G解決循環(huán)水在系圖1離子棒水處理器的工作原理統(tǒng)管道和設(shè)備壁面上結(jié)垢的問題，曾根據(jù)循環(huán)水的節(jié)能2010年第3期- 26ENERGY CONSERVATION(總第332期)分析結(jié)果每周向水中添加阻垢緩蝕劑,并根據(jù)其濃況,并利用停爐的機(jī)會(huì),排凈夾套內(nèi)存水,打開安裝縮倍數(shù)的高低,不定期換水,以求達(dá)到防垢緩蝕的在二合一爐下部金屬外殼上的玻璃視鏡法蘭,檢查目的。在炎熱的夏季里,還要向循環(huán)水中加人適量其石墨外壁的結(jié)垢情況,發(fā)現(xiàn)石墨外觀基本呈原的JS-36型殺菌剝離劑進(jìn)行殺菌滅藻,有時(shí)為減色,沒有明顯結(jié)垢的現(xiàn)象發(fā)生。于是用自來水把夾少費(fèi)用,還向循環(huán)水中加人少量的氣水代替殺菌套底部沉積的淤泥沖洗干凈,再開車運(yùn)行。直到劑。盡管采取了防垢除藻的措施,但仍不能根除管2009年6月中旬,由于氣溫驟然升高,1臺(tái)循環(huán)水道和設(shè)備壁面上結(jié)垢、生藻的現(xiàn)象,特別是在一些泵的流量明顯不足,工序上各物料的冷卻效果不理溫度偏高、流速過緩的設(shè)備傳熱壁面上還會(huì)出現(xiàn)較想,便開啟了循環(huán)水工序的3*備用泵。但因?yàn)?"為嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象,比如在一-級(jí)氯氣冷卻器的列管泵人口的管口距池底部距離短,所以把沉積在池底外壁上就因結(jié)垢嚴(yán)重,使流經(jīng)--級(jí)冷卻器出來的氯部的淤泥和水一起抽上來,導(dǎo)致整個(gè)循環(huán)水的水質(zhì)氣溫度高達(dá)60C,給二級(jí)冷卻器增加了更大的負(fù)變得渾濁,其濁度高達(dá)4x10-'。在這種情況下，擔(dān),這樣就使為二級(jí)冷卻器供5C水的機(jī)組必須增整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行了10天左右便發(fā)現(xiàn)鹽酸二合- -石墨加運(yùn)行的負(fù)荷,才能滿足冷卻的需要,為此在滿負(fù)爐的石墨外壁又出現(xiàn)爆壁剝落的現(xiàn)象，而且從一級(jí)荷運(yùn)行狀態(tài)下的5C水機(jī)組經(jīng)常出現(xiàn)不減載或自鈦冷卻器里出來的氯氣溫度也由原來的46~48C停的現(xiàn)象，使氯氣的冷卻效果難有保障,造成氯氣上升到59~61C,進(jìn)出冷卻器的循環(huán)水的溫差變中的含水量有時(shí)超過3 x 10-指標(biāo)的要求,為此迫化也很小，因此判斷- -級(jí)鈦管冷 卻器的列管上又結(jié)使電解生產(chǎn)在低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行,降低了生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)垢了。效益。3.2離子棒失靈原因與解決措施該公司于2008年5月新上了1臺(tái)用來生產(chǎn)氯離子棒在循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用的一段時(shí)間里,確實(shí)化氫氣體的石墨二合- -爐 ,該設(shè)備在運(yùn)行不到1個(gè)在管道和設(shè)備上起到了除垢防垢的作用，而且效果月的時(shí)間,其石墨外壁就出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象,影響石十分明顯,可是在離子棒應(yīng)用3個(gè)月后出現(xiàn)失靈，墨的傳熱性,同時(shí)加上爐膛內(nèi)的爐溫比較高,使二為此,分析查找原因。先把鹽酸工序石墨二合一爐合一爐內(nèi)的石墨外壁在燃燒火焰處出現(xiàn)了石墨龜內(nèi)的存水放凈,在放水的過程中,爐夾套內(nèi)的存水裂和剝落,導(dǎo)致加在循環(huán)水中的防垢劑不起作用,都變成泥漿狀,濁度非常高。把安裝在鹽酸工序循這樣,造成了石墨爐的石墨外壁出現(xiàn)過5次龜裂和環(huán)水支管路上的離子棒卸下來進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)整個(gè)剝落,導(dǎo)致頻繁地開停爐,嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的正常離子棒的表面上都粘滿了淤泥,厚約有1. 5mm。進(jìn)行。當(dāng)出現(xiàn)輕度石墨剝落時(shí),用酚醛進(jìn)行粘接維在擦拭離子棒上的淤泥后測(cè)試其靜電場(chǎng)的性能不修,當(dāng)剝落嚴(yán)重時(shí)還要把石墨爐體送回廠家去更換變,但粘滿淤泥的離子棒的電性卻大大地減弱。因一段新的筒體,而在每次修復(fù)以后,都要對(duì)爐夾套此認(rèn)為，導(dǎo)致離子棒失靈的原因是循環(huán)水的濁度高進(jìn)行酸洗處理,二合一石墨爐就這樣斷斷續(xù)續(xù)地開于指標(biāo)要求2x10-以下。離子棒上被循環(huán)水中了1年多。因石墨外壁的剝落,導(dǎo)致爐夾套內(nèi)的冷的淤泥粘滿,導(dǎo)致其通電時(shí)的靜電場(chǎng)衰弱,再加上卻水濺進(jìn)爐膛內(nèi),致使?fàn)t膛內(nèi)的石英燈頭損壞4石墨二合- -爐夾套內(nèi)的水流速緩慢,濁度高的水中套,使生產(chǎn)受到很大影響。的淤泥便逐漸沉積在夾套內(nèi),導(dǎo)致循環(huán)水在局部環(huán)3循環(huán)水系統(tǒng)中安裝離子棒后的使用情況境里的濁度很高,改變了夾套內(nèi)循環(huán)水的自由靜電場(chǎng),所以在爐夾套內(nèi)溫度偏高的底部石墨外壁上又3.1初次使用的情況重新出現(xiàn)一層軟垢,從而影響了石墨的傳熱性能,鑒于上述原因,于2009年3月在循環(huán)水的總再次導(dǎo)致石墨外壁出現(xiàn)爆壁剝落的現(xiàn)象。管和送去鹽酸生產(chǎn)工序的支管路上各安裝了1臺(tái)基于.上述原因,在電解停車換電槽時(shí)停止循環(huán)高壓靜電離子棒,通電運(yùn)行1周后,循環(huán)水質(zhì)硬度水泵的運(yùn)行,檢查安裝在總管上的離子棒,發(fā)現(xiàn)棒上升十分迅速,Ca2+含量由原來的300mg/L上升上也吸附一層蒲蓮的軟泥.與此同時(shí),在處理一級(jí)到726mg/L。于是進(jìn)行不定期地?fù)Q水，如此持續(xù)鈦管中國(guó)煤化工祥也發(fā)現(xiàn)排放出運(yùn)行了2個(gè)多月,水質(zhì)一直處在渾濁狀態(tài),在此期的存HCNMHG底把夾套內(nèi)的淤間,特別關(guān)注鹽酸工序中石墨二合一爐的運(yùn)行情泥清理干凈,開啟循環(huán)水泵沖洗夾套內(nèi)的列管間2010年第3期節(jié)能(總第332期)ENERGY CONSERVATION隙,于是大量的淤泥隨水被沖洗出來,這證明了電8~10年,因此節(jié)省了購(gòu)買阻垢緩蝕劑和殺菌滅藻子離子棒在除垢、防垢方面是有效果的。為使電子劑的費(fèi)用,每年可節(jié)約費(fèi)用3萬余元，同時(shí)還比原離子棒能更好地發(fā)揮其作用,把鹽酸工序的石墨二來少排2/3的水量。過濾循環(huán)水的砂濾器每周只合-爐上的冷卻水進(jìn)口改為兩路:一路仍沿原路走需強(qiáng)制反沖1次,而每次用水量?jī)H為30mL左右。底部;另一路在爐壁上重新開一直徑為50mm的進(jìn)(3)因?yàn)樗|(zhì)穩(wěn)定,也減少了水質(zhì)分析頻率和水口,在爐火燃燒部位進(jìn)水,使大量的冷卻水從這分析費(fèi)用。水質(zhì)分析由原來的每天1次,可改為每里進(jìn)去,直接去冷卻爐膛內(nèi)的高溫處,盡量使該處周1次,1年就可以節(jié)約分析費(fèi)用達(dá)3萬余元。的水流呈湍流狀態(tài),從而避免水中懸浮雜質(zhì)被吸附(4)電子離子棒替代化學(xué)法處理循環(huán)水,使操在石墨外壁;而從底部的進(jìn)水量被控制得很小，處作和管理簡(jiǎn)單化,節(jié)約了勞動(dòng)力,也避免了因人工于穩(wěn)流狀態(tài),以便讓循環(huán)水中的淤泥沉降下來,并加藥不規(guī)范而引起的不良后果。定期排放,以徹底解決石墨二合一爐夾套內(nèi)結(jié)垢的5應(yīng)用高壓靜電離子棒時(shí)的注意事項(xiàng)問題。為了使電子除垢的效果更好,在去氯氫處理工(1)必須有良好的接地設(shè)施,系統(tǒng)內(nèi)的水必須序冷卻水的支管上增加1臺(tái)同樣的電子離子棒,使全部持續(xù)地流過靜電場(chǎng)。水中靜電場(chǎng)的強(qiáng)度能與所要冷卻的設(shè)備總量相匹(2)離子棒只能安裝在金屬管道上,必須與金配,確保整個(gè)氯氫處理系統(tǒng)內(nèi)的每1臺(tái)設(shè)備都能在屬管道形成穩(wěn)流的靜電場(chǎng),且管徑不能小于強(qiáng)的水中靜電場(chǎng)保護(hù)之中,完全實(shí)現(xiàn)除垢、防垢的76mm,長(zhǎng)度不得小于20m(非金屬管道使用時(shí),需目的。要輔助電極)。為使循環(huán)水中的濁度能降低到最低水平,從而(3)對(duì)于已有嚴(yán)重結(jié)垢的老系統(tǒng),要時(shí)刻注意增加換熱界面的冷卻效率,提高設(shè)備的工作能力，局部排污或?qū)λM(jìn)行過濾,以防對(duì)管路和設(shè)備堵讓電子離子棒處在正常的濁度要求范圍內(nèi)工作。塞,造成設(shè)備內(nèi)部局部水的濁度大于2x10-',使最終決定把導(dǎo)致水質(zhì)變渾濁的3'水泵停下,開啟電子離子棒失效。2'水泵和1"水泵-起為系統(tǒng)供水,因此避免了循環(huán)(4)要注意加強(qiáng)對(duì)流速緩慢和溫度偏高設(shè)備水池中的淤泥在循環(huán)水系統(tǒng)中反復(fù)地流動(dòng)和沉積。的底部循環(huán)水進(jìn)行定期排污。同時(shí)還借鑒兄弟廠家循環(huán)水運(yùn)行的成功經(jīng)驗(yàn)，把原(5 )要根據(jù)水質(zhì)的濁度情況,不定期地對(duì)離子來閑置未用的砂濾器用來過濾循環(huán)水和向循環(huán)水棒表面進(jìn)行淤泥清理,以確保其良好的使用效果。池中補(bǔ)充的自來水(黃河水) ,讓循環(huán)水中被離子6結(jié)語(yǔ)棒除下來的淤泥和懸浮物- -起被砂濾器過濾下來，保證循環(huán)水質(zhì)的穩(wěn)定和減少排水量,并要求定期排靜電離子水處理離子棒在循環(huán)水上的成功應(yīng)放被冷卻設(shè)備內(nèi)的底部存水,進(jìn)一步解決溫度高、用,是在管道和設(shè)備上采用新的除垢、防垢殺菌滅流速慢的設(shè)備內(nèi)循環(huán)水水質(zhì)不穩(wěn)的問題。通過采藻方法上實(shí)現(xiàn)了新的突破,在循環(huán)水系統(tǒng)中真正地取以上有效的措施,循環(huán)水的濁度小于5x 10-°,實(shí)現(xiàn)了循環(huán)水排放綠色環(huán)保、節(jié)能降耗的目的。Ca2+含量小于3x10-4 ,完全達(dá)到了離子棒工作條:參考文獻(xiàn)件的要求,因而電子離子棒在循環(huán)水系統(tǒng)中更好地[1]張琳.劉文君電化學(xué)消毒效果的影響因素研究[J].中國(guó)給水排水,006 ,2(23) :46 -48.發(fā)揮了其除垢、防垢以及殺菌滅藻的作用。[2]吳星五,高廷耀,李國(guó)建.電化學(xué)法水處理新技術(shù)--殺菌滅藻[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)2000,(1):34 -37.4靜電離子水處理離子棒的優(yōu)越性[3]田笠卿,陳峰,孫丙寅.高壓靜電場(chǎng)對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)和代謝的影響[J].工業(yè)水處理, 1991,(1):22 -25.在循環(huán)水系統(tǒng)中使用靜電水處理離子棒比加[4]李建宏,翁永萍.電子水處理器殺菌滅藻效果的研究阻垢緩蝕劑和殺菌滅藻劑時(shí)的水質(zhì)更清.更好,同[]工業(yè)水處理,1998,(1):45 -47.[S]程土節(jié)。離子薛由水外理技術(shù)[J].化肥工業(yè), 1995,時(shí)還有以下優(yōu)點(diǎn):中國(guó)煤化工(1)堿少了加藥時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度,只需定期地巡作者簡(jiǎn)HCN M H G南人,大學(xué),助理工檢電子離子棒的運(yùn)行是否正常即可。程師,從事電氣工程工作。(2)應(yīng)用電子離子棒是一次性投資,可以使用收稿日期:2010 -02 -21