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:TQ085*.4文獻標識碼:B 文章編號:1004 -7948(2010)03 -0025 -03高壓靜電離子棒是當今世界上水處理領(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)用在國民經(jīng)濟生產(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領(lǐng)域,其分布之廣,應(yīng)用之多,僅次于電力資器、冷風器;(2)鋼鐵冶金行業(yè)上各種加熱爐的爐源。當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)水有效地實現(xiàn)冷熱載體效果的原因是隨著循環(huán)藻,進行水質(zhì)更新等。.水循環(huán)次數(shù)的增加,會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)生的高壓靜電場結(jié)成--層污垢,造成管道的內(nèi)徑變細、設(shè)備壁面的時,會受到離子棒周圍產(chǎn)生的靜電場的影響,使具傳熱系數(shù)大幅度降低,這樣會使整個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)水中會生長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,它們在循環(huán)水的流動過程中，從而減少了彼此間的有效碰撞,降低了正負離子間同樣會造成管道和設(shè)備的堵塞,降低設(shè)備冷熱交換的運行速度,阻止了污垢的形成;同時在靜電場的能力。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,因而加快了對已在管壁和設(shè)備壁面子棒,進行除垢、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,吸散、龜裂,直至脫落,達到除垢的目的。同時高壓靜取教訓,改進應(yīng)用方法,現(xiàn)已完全實現(xiàn)了在循環(huán)水中除垢、防垢和殺菌滅藻的目的,使用至今,效果十電場還會使水體中產(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胞的離子通道,改變細菌和藻類的生物場,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,并利用停爐的機會,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型殺菌剝離劑進行殺菌滅藻,有時為減色,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)備傳熱壁面上還會出現(xiàn)較想,便開啟了循環(huán)水工序的3*備用泵。但因為3"為嚴重的結(jié)垢現(xiàn)象,比如在一-級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)垢嚴重,使流經(jīng)--級冷卻器出來的氯部的淤泥和水一起抽上來,導致整個循環(huán)水的水質(zhì)氣溫度高達60C,給二級冷卻器增加了更大的負變得渾濁,其濁度高達4x10-'。在這種情況下，擔,這樣就使為二級冷卻器供5C水的機組必須增整個系統(tǒng)運行了10天左右便發(fā)現(xiàn)鹽酸二合- -石墨加運行的負荷,才能滿足冷卻的需要,為此在滿負爐的石墨外壁又出現(xiàn)爆壁剝落的現(xiàn)象，而且從一級荷運行狀態(tài)下的5C水機組經(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,進出冷卻器的循環(huán)水的溫差變中的含水量有時超過3 x 10-指標的要求,為此迫化也很小，因此判斷- -級鈦管冷 卻器的列管上又結(jié)使電解生產(chǎn)在低負荷狀態(tài)下運行,降低了生產(chǎn)經(jīng)濟垢了。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臺用來生產(chǎn)氯離子棒在循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用的一段時間里,確實化氫氣體的石墨二合- -爐 ,該設(shè)備在運行不到1個在管道和設(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個月后出現(xiàn)失靈，墨的傳熱性,同時加上爐膛內(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行檢查,發(fā)現(xiàn)整個剝落,導致頻繁地開停爐,嚴重影響了生產(chǎn)的正常離子棒的表面上都粘滿了淤泥,厚約有1. 5mm。進行。當出現(xiàn)輕度石墨剝落時,用酚醛進行粘接維在擦拭離子棒上的淤泥后測試其靜電場的性能不修,當剝落嚴重時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,而在每次修復以后,都要對爐夾套此認為，導致離子棒失靈的原因是循環(huán)水的濁度高進行酸洗處理,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,導致爐夾套內(nèi)的冷的淤泥粘滿,導致其通電時的靜電場衰弱,再加上卻水濺進爐膛內(nèi),致使爐膛內(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,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臺基于.上述原因,在電解停車換電槽時停止循環(huán)高壓靜電離子棒,通電運行1周后,循環(huán)水質(zhì)硬度水泵的運行,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,在處理一級到726mg/L。于是進行不定期地換水，如此持續(xù)鈦管中國煤化工祥也發(fā)現(xiàn)排放出運行了2個多月,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。為使電子劑的費用,每年可節(jié)約費用3萬余元，同時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-爐上的冷卻水進口改為兩路:一路仍沿原路走需強制反沖1次,而每次用水量僅為30mL左右。底部;另一路在爐壁上重新開一直徑為50mm的進(3)因為水質(zhì)穩(wěn)定,也減少了水質(zhì)分析頻率和水口,在爐火燃燒部位進水,使大量的冷卻水從這分析費用。水質(zhì)分析由原來的每天1次,可改為每里進去,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)約分析費用達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法處理循環(huán)水,使操在石墨外壁;而從底部的進水量被控制得很小，處作和管理簡單化,節(jié)約了勞動力,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的注意事項問題。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臺同樣的電子離子棒,使全部持續(xù)地流過靜電場。水中靜電場的強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,確保整個氯氫處理系統(tǒng)內(nèi)的每1臺設(shè)備都能在屬管道形成穩(wěn)流的靜電場,且管徑不能小于強的水中靜電場保護之中,完全實現(xiàn)除垢、防垢的76mm,長度不得小于20m(非金屬管道使用時,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)對于已有嚴重結(jié)垢的老系統(tǒng),要時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行過濾,以防對管路和設(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)要注意加強對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)中反復地流動和沉積。的底部循環(huán)水進行定期排污。同時還借鑒兄弟廠家循環(huán)水運行的成功經(jīng)驗，把原(5 )要根據(jù)水質(zhì)的濁度情況,不定期地對離子來閑置未用的砂濾器用來過濾循環(huán)水和向循環(huán)水棒表面進行淤泥清理,以確保其良好的使用效果。池中補充的自來水(黃河水) ,讓循環(huán)水中被離子6結(jié)語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 ,完全達到了離子棒工作條:參考文獻件的要求,因而電子離子棒在循環(huán)水系統(tǒng)中更好地[1]張琳.劉文君電化學消毒效果的影響因素研究[J].中國給水排水,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,李國建.電化學法水處理新技術(shù)--殺菌滅藻[J].環(huán)境科學學報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.高壓靜電場對細菌生長和代謝的影響[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,時還有以下優(yōu)點:中國煤化工(1)堿少了加藥時的勞動強度,只需定期地巡作者簡HCN M H G南人,大學,助理工檢電子離子棒的運行是否正常即可。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