本发明专利技术涉及一种用于循环冷却水系统的化学药剂耦合电化学处理装置，利用阻垢缓蚀剂对成垢离子的吸附分散和晶格畸变作用，显著提升循环冷却水碳酸盐硬度上限控制值，再通过循环水旁流电化学处理对成垢离子进行脱稳，使其形成微晶，悬浮于水中，由于不依赖于结垢物质在电极上的沉积量，使单位面积电极对成垢离子的去除率明显提高，最终通过机械搅拌澄清池的泥渣回流和接触絮凝，将微晶或颗粒状沉淀物吸附、拦截，实现对循环冷却水的软化。实现对循环冷却水的软化。
【技术实现步骤摘要】
用于循环冷却水系统的化学药剂耦合电化学处理装置
[0001]本专利技术涉及循环冷却水处理领域，特别涉及一种适用于大型循环冷却水系统的化学药剂耦合电化学处理装置及方法。
技术介绍
[0002]循环冷却水是工业用水大项，在电力、钢铁、石油化工、冶金等行业，其用量约占企业总用水量的70％以上。循环冷却水在运行中不断地蒸发浓缩，水质也随之恶化，从而造成结垢、腐蚀、微生物滋生等一系列问题。因此，要保障冷却设备和系统的安全稳定运行，就必须对循环冷却水的品质进行合理控制。
[0003]目前，循环冷却水的防垢处理工艺，主要有阻垢分散处理、加酸处理、石灰处理、电化学处理等。阻垢分散处理成本低，但控制循环冷却水结垢的能力有限，一般的阻垢缓蚀剂仅能将8～10mmol/L的碳酸盐硬度处于稳定状态，而以城市中水为代表的补充水，碳酸盐硬度普遍在3mmol/L以上，循环水的浓缩倍率仅能维持在3.0。加酸处理可以降低循环水的碱度，但无法降低循环水中的钙硬，且受循环水腐蚀性阴离子浓度条件制约，如GB/T 50050
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2017《工业循环冷却水处理设计规范》规定循环水氯离子含量应低于700mg/L，硫酸根与氯离子之和应低于2500mg/L，若循环冷却水采用氯系杀菌剂，则制约更大。石灰处理可以降低循环水碱度，但对钙硬的去除率较低，且软化效果不稳定，容易造成出水浊度升高。电化学处理普遍依赖于结垢物质在电极上的沉积量，未加阻垢缓蚀剂时，电化学处理对循环水结垢因子的去除量普遍在25g
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‑2·
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‑1(以CaCO3计)，若存在阻垢缓蚀剂，去除量会更低，以2
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600MW机组为例，循环水的浓缩倍率为6.0，循环水系统的补水量约为1200吨/小时，补充水的碳酸盐硬度为3mmol/L，循环水控制碳酸盐硬度为4.8mmol/L，那么补充水的结垢因子的带入量约为360kg/h，则电化学处理的阴极电极面积至少在10000m2以上，又因阴极的再生方法普遍采用机械刮除法，进一步限制了单套设备所能容纳的电极面积，投资巨大，因此适用于小型循环冷却水系统。微生物控制采用投加氧化型或非氧化性杀菌灭藻剂，易出现杀菌效果不佳或投加量过量。在废水零排放及水源水质恶化的背景下，以火电机组为代表的大型循环冷却水系统需要超高浓缩倍率(6倍以上)下运行，上述技术缺陷愈发突出。
[0004]因此，亟需一种适用于大型循环冷却水系统的水处理装置及方法。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供用于循环冷却水系统的化学药剂耦合电化学处理装置，可有效解决大型循环冷却水系统循环冷却水软化的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0007]一种用于循环冷却水系统的化学药剂耦合电化学处理装置，包括塔池、冷却塔、凝汽器和澄清池，该化学药剂耦合电化学处理装置还包括电化学处理装置和阻垢缓蚀剂加药装置；
[0008]所述电化学处理装置包括电解缸体和缓冲水池，电解缸体的下部设置有与其内腔
相连的进水管，电解缸体内设置有多个由泡沫钛制成的析氯电极，分别作为电化学处理装置的阳极和阴极，阳极通过导线与电源的正极相连，阴极通过导线与电源的负极相连，电解缸体的顶部设置有与其内腔相连通的大颗粒晶体破碎管，大颗粒晶体破碎管的出口位于缓冲水池(8)的正上方，缓冲水池的下部设置有出水管；
[0009]所述阻垢缓蚀剂加药装置包括四个药箱，分别放置有机膦类阻垢剂单体氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、分散类阻垢剂单体马来酸
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丙烯酸共聚物(MA/AA)、分散类阻垢剂单体丙烯酸
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丙烯酰胺
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甲基丙磺酸共聚物(AA/AMPS)、分散类阻垢剂单体聚天冬氨酸钠(PASP)；四个药箱分别经四个加药管路与管道混合器的进口相连，四个加药管路上均设置有加药泵，管道混合器的出口与塔池的进水口相连，塔池上方分别设置有出水口位于其正上方的补充水管路，补充水管路上依次设置有用于监测循环水补充水碱度的碱度在线监测仪和用于监测循环水补充水钙硬的钙硬在线监测仪，从而可以得到补充水的钙碱比。
[0010]优选的，所述塔池设置在冷却塔的底端，冷却塔上部的出水口与凝汽器的进水口相连，凝汽器的出水口接循环水泵的出水口，循环水泵的进水口分别接旁路处理水泵的进水口和塔池的出水口，旁路处理水泵的出水口与所述电解缸体的进水管相连，所述缓冲水池的出水管与澄清池的进水口相连，澄清池的出水口与塔池的进水口相连。
[0011]优选的，所述进水管出口与析氯电极之间的电解缸体内腔设置有覆盖其整个断面的布水板，布水板上设置有均布的多个上下管体的布水孔。
[0012]优选的，所述析氯电极呈柱状，各个析氯电极呈竖向相间平行布置在电解缸体内。
[0013]优选的，所述电源由两个，均为直流电源，分别为第一电源和第二电源，一半析氯电极通过导线与第一电源的正极和第二电源的负极端相连作为第一电极，另一半析氯电极通过导线与第一电源的负极和第二电源的正极端相连作为第二电极，第一电极和第二电极的析氯电极成交替相邻设置
[0014]优选的，所述析氯电极正下方的电解缸体内设置有出气口朝向析氯电极的第一曝气管，缓冲水池底部设置有出气口朝上的第二曝气管，缓冲水池的侧壁上设置有出气口朝向缓冲水池中心的第三曝气管，第一曝气管、第二曝气管和第三曝气管的进气口均与压缩空气气源相连。
[0015]优选的，所述澄清池为机械搅拌澄清池，即澄清池内设置有搅拌机构，机械搅拌澄清池利用机械搅拌机的提升作用来完成泥渣回流和接触絮凝，将颗粒状沉淀物吸附、拦截，实现对循环水的软化。
[0016]优选的，所述补充水管路有2条，分别为第一补充水管路和第二补充水管路，第一补充水管路和第二补充水管路上分别依次设置有碱度在线监测仪、钙硬在线监测仪和流量计。
[0017]本专利技术利用阻垢缓蚀剂对成垢离子的吸附分散和晶格畸变作用，显著提升循环冷却水碳酸盐硬度上限控制值，再通过循环水旁流电化学处理对成垢离子进行脱稳，使其形成微晶，悬浮于水中，由于不依赖于结垢物质在电极上的沉积量，使单位面积电极对成垢离子的去除率明显提高，最终通过机械搅拌澄清池的泥渣回流和接触絮凝，将微晶或颗粒状沉淀物吸附、拦截，实现对循环冷却水的软化，与现有技术相比，本法具有以下优点：
[0018](1)采用阻垢缓蚀剂显著提升循环冷却水系统的碳酸盐硬度控制上限，同时兼容循环水电化学处理。
[0019](2)不依赖于结垢物质在电极上的沉积量，使单位面积电极对成垢离子的去除率明显提高。
[0020](3)电化学处理装置的电极采用三维网格结构的钌系涂层钛电极，相较于二维平板电极，在电极体积接近的条件下，极大的增加了电解面积，同时降低了电极表面实际电流密度，缓解了阴极极化。
[0021](4)电化学处理装置的电极再生方式采用周期性的倒极，相较于常规的刮除式的方式，极大的扩展了单套电化学处理装置所能容纳本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于循环冷却水系统的化学药剂耦合电化学处理装置，包括塔池、冷却塔、凝汽器和澄清池，其特征在于，该化学药剂耦合电化学处理装置还包括电化学处理装置和阻垢缓蚀剂加药装置；所述电化学处理装置包括电解缸体(1)和缓冲水池(8)，电解缸体(1)的下部设置有与其内腔相连的进水管(2)，电解缸体(1)内设置有多个由泡沫钛制成的析氯电极(5)，分别作为电化学处理装置的阳极和阴极，阳极通过导线与电源的正极相连，阴极通过导线与电源的负极相连，电解缸体(1)的顶部设置有与其内腔相连通的大颗粒晶体破碎管(7)，大颗粒晶体破碎管(7)的出口位于缓冲水池(8)的正上方，缓冲水池(8)的下部设置有出水管(9)；所述阻垢缓蚀剂加药装置包括四个药箱，分别放置有机膦类阻垢剂单体氨基三亚甲基膦酸、分散类阻垢剂单体马来酸
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丙烯酸共聚物、分散类阻垢剂单体丙烯酸
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丙烯酰胺
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甲基丙磺酸共聚物、分散类阻垢剂单体聚天冬氨酸钠；四个药箱分别经四个加药管路与管道混合器的进口相连，四个加药管路上均设置有加药泵，管道混合器的出口与塔池的进水口相连，塔池上方分别设置有出水口位于其正上方的补充水管路，补充水管路上依次设置有用于监测循环水补充水碱度的碱度在线监测仪和用于监测循环水补充水钙硬的钙硬在线监测仪，从而可以得到补充水的钙碱比。2.根据权利要求1所述的用于循环冷却水系统的化学药剂耦合电化学处理装置，其特征在于，所述塔池设置在冷却塔的底端，冷却塔上部的出水口与凝汽器的进水口相连，凝汽器的出水口接循环水泵的出水口，循环水泵的进水口分别接旁路处理水泵的进水口和塔池的出水口，旁路处理水泵的出水口与所述电解缸体(1)的进水管(2)相连，所述缓冲水池(8)的出水管与澄清池的进水口相连，澄清池的出水口与塔池的进水口相连。3.根据权利要求1所述的用于循环冷却水系统的化学药剂耦合电化学处理装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛犇，李嘉晨，孙勇，徐华伟，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司中南电力试验研究院，
类型：发明
国别省市：
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