电化学法处理循环冷却水的研究进展

循环冷却水系统已广泛应用于工业生产的冷却过程,其显著提高水资源的利用效率。然而,结垢问题直接影响循环冷却系统的稳定性。电化学法可以有效缓解结垢带来的负面问题。因此,本文从两个方面(调控阴极面积,高效分离氢离子和氢氧根)详细阐述电化学法处理循环冷却水的最新研究进展,以更好地利用电化学法处理循环冷却水。

电化学对循环冷却水系统碳钢的结垢与腐蚀影响

为探究电化学对循环冷却水系统碳钢材料结垢和腐蚀的影响,构建了以Ti/RuO_(2)阳极和Ti网阴极为核心的电化学处理系统,将其分别与旋转腐蚀速率仪和循环冷却水动态模拟系统进行联用。首先通过除垢效果和电流效率对电化学系统进行参数优化,实验结果显示,15V电压、120min处理时间为最优电化学处理参数。电化学联用旋转腐蚀速率仪实验结果显示,对于不同硬度的水质,电化学嵌入后均可降低碳钢表面垢沉积速率。XRD和SEM分析表明,碳钢表面水垢晶型以方解石为主转化为以文石为主。但当水质为软水时,电化学嵌入可明显加剧碳钢腐蚀速率;而当电化学嵌入硬水与高硬水水质时,挂片表面可形成均匀、致密的Fe3O4层,碳钢腐蚀速率由0.60mm/a、0.54mm/a分别降至0.47mm/a、0.32mm/a。电化学联用循环冷却水动态模拟装置实验结果显示,嵌入电化学模块后,循环冷却水模拟系统的污垢热阻均显著降低。经数据分析,当水质为软水时,嵌入电化学系统后碳钢腐蚀速率增大,而当水质为高硬水时,碳钢腐蚀速率分别由0.12mm/a、0.15mm/a降至0.10mm/a、0.13mm/a。表明电化学嵌入可显著降低系统水垢沉积速率,但水质硬度较低时,会带来腐蚀加剧风险。本研究为后续电化学技术的安全推广提供了参考依据。

直接蒸发冷却空调循环冷却水的臭氧净化

采用气液混合泵投加臭氧,限制引风机出口臭氧浓度在0.2mg/m3以下,在直接蒸发冷却空调样机上进行了循环水净化动态试验。32天的运行结果表明,臭氧投加量为0.03～0.09g/(m3.h),浓缩倍数由1.5逐步提高到4.5,杀菌、缓蚀、阻垢效果明显。对该方法的工业应用提出了建议。

臭氧氧化技术在循环冷却水处理中的应用

介绍了循环冷却水的水质特点及其在循环过程中产生的问题,探讨了臭氧用于处理循环冷却水的杀菌、阻垢和缓蚀的机理。对臭氧处理循环冷却水的三种方法,即臭氧处理法,臭氧与磁化联合处理法,前期预膜加臭氧、磁化联合处理法进行了分析与比较。动态实验结果表明,三种方法均起到杀菌、阻垢、缓蚀的作用,其中前期预膜加臭氧、磁化联合处理法的处理效果最佳。

再生水水质对冷却水系统结垢的影响研究

通过单因素实验和正交实验,考察了再生水回用过程中,水质对回用系统结垢的影响。结果表明,Ca2+、HCO3-、PO43-和温度是导致冷却水系统结垢的4个最重要因素,NH4+-N对冷却水系统结垢表现出一定的抑制作用。

臭氧处理中央空调冷却水的试验研究

针对空调冷却水循环系统的水质存在沉积物附着、设备腐蚀以及微生物大量滋生等问题，进行了不同臭氧投加量下臭氧的缓蚀、阻垢和杀菌试验研究。结果表明，臭氧对碳钢的缓蚀效果与水中臭氧浓度有关，当水中臭氧浓度小于0．5mg／L时，缓蚀率随着臭氧浓度的增加而增加，但当水中臭氧浓度大于0．5mg／L时，缓蚀率反而下降；投加臭氧的阻垢率在17％～25％，并且臭氧的投加量对阻垢效果影响不大，阻垢效率不明显；臭氧的杀菌效果很好，臭氧浓度为0．25mg／L时灭菌率可达到99％以上。

冷却水处理中臭氧的阻垢作用研究

试验研究了臭氧在循环冷却水处理中的阻垢作用。结果表明,在蒸馏水中,臭氧不能直接参与碳酸盐平衡体系,不影响碳酸钙沉淀的晶型。但是,在工业水质条件下,通入臭氧后,可以影响所形成的碳酸钙晶体的稳定性。在冷却水中,臭氧与某些能和Ca2+发生配位作用的物质发生氧化还原反应,造成体系中醛基和羧基的总数增加,使水对钙的配位能力增加,致使水中的Ca2+浓度增加,从而产生一定的阻垢效果。臭氧可以氧化循环冷却水中的有机物,生成二氧化碳,水溶液中二氧化碳浓度的增加,可使碳酸钙转化为碳酸氢钙,这样就使冷却水中Ca2+浓度增加。当水中不含有机物时,臭氧没有阻垢作用。

采用有机膦羧酸控制换流阀冷却水系统结垢

防止换流阀冷却水系统结垢的方法有：大量排污换水；对补水进行除盐或软化；加入一定的化学物质。本文介绍了在葛洲坝换流站使用化学物质２－膦酸丁基－１，２，４三羧酸（ＰＢＴＣ）减少冷却水系统结垢的一些成功经验。在实验室进行的阻垢和腐蚀试验确定ＰＢＴＣ的使用浓度为２～３ｍｇ／Ｌ。现场试验证实热交换器结垢得到了控制，ＰＢＴＣ的阻垢效果令人满意，冷却水系统未发生腐蚀，保证了换流阀的安全正常运行。

臭氧处理蒸发冷却空调水的实验研究

提出了用臭氧法解决蒸发冷却空调水系统存在的细菌滋生、结垢和腐蚀等问题.结合实验结果,验证了臭氧在蒸发冷却循环水处理中的杀菌、阻垢及防腐作用.

臭氧技术在循环冷却水处理中的应用

分析了臭氧技术在循环冷却水处理中的缓蚀、阻垢、杀菌作用,总结了国内外臭氧处理冷却水的应用和研究,进而分析了臭氧技术在冷却水处理中的优势和应用前景。

国内外冷却水处理技术

分析了循环冷却水中的腐蚀、结垢、生物污染3个问题的形成原因及对系统的危害,介绍了国内外几种不同的循环冷却水的处理方法,分析各自的优缺点及相应的设备,提出了适合不同情况的水处理方法.

微米级裂纹对水冷无氧铜坩埚的影响

本文主要使用了电子束物理气相沉积、扫描电子显微术、X射线衍射和有限元模拟等技术手段研究了微米级微裂纹对水冷无氧铜坩埚失效的影响。有限元模拟显示在使用过程中水冷铜坩埚的温度分布范围是33℃183℃,温度最高的区域对应于出水口附近的水道过盈配合处。在薄的坩埚内壁上侧截面温差大、热应力大。导致水冷无氧铜坩埚失效原因是在热应力作用下产生的宏观裂纹,而不是熔融金属铈腐蚀和杂质有害相的形成。宏观裂纹起源于在制备铜坩埚时水道过盈配合过程中引入的几十微米的微裂纹。在热应力的作用下,这些微米级裂纹会逐渐扩展,形成由延伸方向近似平行的裂纹组成的裂纹带,之后该裂纹带演化成贯穿内壁连通水道的宏观裂纹,最后导致水冷铜坩埚失效。坩埚内壁正面区域的裂纹扩展情况并不严重,在坩埚内壁外的其它区域几乎没有明显的变化。

换热器冷却水结垢的研究

根据碳酸盐结垢原理和传热基本理论对换热器污垢增长趋势和冷却水的处理进行了研究,提高了换热效率,为延长设备使用寿命提供了可行途径。

臭氧处理电厂循环冷却水的研究与应用

针对臭氧技术在电厂循环冷却水系统的工程应用,对其阻垢、缓蚀效果进行了研究。通过气水高效传质、DO_(3)控制等关键工艺设计,成功在电厂循环水系统应用,项目运行结果表明:采用臭氧技术改造后,实际运行数据显示,660MW超超临界机组的夏季运行真空和端差数据稳定,且趋势稳中趋优:真空处于-(89~95)kPa范围内,95%以上的端差处于0.5~3.5℃范围内;运行53天后进行凝汽器性能试验,结果显示凝汽器端差改善28.27%、凝汽器压力改善8.21%、低压凝汽器清洁系数提高29.51%、高压凝汽器清洁系数提高29.92%,阻垢效果良好,有助于全厂节能降耗;臭氧技术处理后的循环水浊度、COD、氨氮等各项指标均优于国标要求,且细菌总数<3000CFU/mL,降低生物污垢存在风险;不锈钢腐蚀速率远小于0.005mm/a、总铁远小于0.5mg/L、总铜未检出、pH在7~9范围内,实现良好的缓蚀效果。臭氧技术处理循环冷却水,绿色环保的同时具有显著的环境社会效益和一定的经济效益。该技术应用研究成果可为电厂循环冷却水处理提供高效、低成本的“零”外排新思路。