電化學除垢的事例

A. 關於電化學腐蝕的舉例！

1．金屬的腐蝕
金屬腐蝕的本質是金屬原子失去電子被氧化的過程，金屬腐蝕一般可分為化學腐蝕與電化學腐蝕。
電化學腐蝕是金屬的腐蝕中最普遍、也是最重要的一種類型。鋼鐵在潮濕的空氣中所發生的腐蝕是電化學腐蝕的最突出例子。在潮濕的空氣中，鋼鐵表面會吸附一層薄薄的水膜。如果這層水膜呈較強酸性時，H+得電子析出氫氣，這種電化學腐蝕稱為析氫腐蝕；如果這層水膜呈弱酸性或中性時，能溶解較多氧氣，此時O2得電子而析出OH—，這種電化學腐蝕稱為吸氧腐蝕，是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。
析氫腐蝕
吸氧腐蝕
發生條件
水膜呈酸性
水膜呈弱酸性或中性
正極反應
2H++2e—=H2↑
O2+4e—+2H2O=4OH—
負極反應
Fe—2e—=Fe2+
2Fe—4e—=2Fe2+
溶液pH升高的極
正極
正極
其他反應
Fe2+
+OH—=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2
+O2+2H2O=
4Fe(OH)3
2．金屬防護的幾種重要方法
①改變金屬內部的組織結構，製成合金。
②在金屬表面覆蓋保護層。
③電化學保護法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護。
3．金屬腐蝕快慢的判斷方法
①在同一電解質溶液中：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防腐措施的腐蝕。
②對同一金屬來說，強電解質＞弱電解質＞非電解質。
③活潑性不同的金屬，活動性差別越大，腐蝕越快。
④對同一電解質，電解質溶液濃度越大，腐蝕越快。

B. 生活中的電化學腐蝕的例子有哪些

a)電線塔、手機信號塔。為減緩鐵塔腐蝕，會在鐵塔上焊接若干塊鋅塊，讓活潑性鋅塊做陽極，保護鐵塔不受腐蝕--犧牲陽極。
b)金屬質管道，金屬管道埋在地下容易發生腐蝕。為了減緩腐蝕，會在管道壁上接電源負極，稱之為陰極保護。
電化學腐蝕，從本質上說就是活潑性較強的的金屬遇到活潑性較弱的金屬或者惰性導電物質時，在潮濕的環境中，自發的原電池反應。

C. 去除電暖壺中的水垢是用白醋還是陳醋

用白醋。方法如下：

1、醋除水垢。如燒水壺有了水垢，可將幾勺醋放入水中，版燒一二個小時，水垢即權除。如水垢中的主要成分是硫酸鈣，則可將純鹼溶液倒在水壺里燒煮，可去垢。

2、小蘇打除水垢。用結了水垢的鋁制水壺燒水時，放1小勺小蘇打，燒沸幾分鍾，水垢即除。

(3)電化學除垢的事例擴展閱讀：

水垢主要是因鍋爐給水中所含鈣、鎂等的鹽類受熱後析出並粘結於金屬表面而形成。水垢的導熱系數很小，約為普通鋼材的2～5%，水垢結於鍋爐受熱面上，會大大惡化傳熱效果，影響鍋爐效率；容易使金屬材料因局部過熱而燒壞，甚至發生爆管事故；會促使電化學腐蝕加劇，引起鍋爐水垢腐蝕，加速受熱面的損壞。水垢形成後應及時採用機械的或化學的方法予以清除。

D. 電熱水器中鎂棒除垢的原理

鎂棒又稱陽極抄棒，它的主要成份是鎂。在熱水器內膽裡面，它和內膽（主要成份是鐵）同時與水接觸，由於化學原理而形成原電池。由於內膽里的水不是純凈的水，總含有各種各樣的雜質並具有一定的腐蝕性，當水溫超過40。C時，就會產生水垢。如果沒有陽極鎂棒，內膽就被腐蝕。鐵和鎂都可以溶於水，但鎂比鐵更活潑，更容易成為鎂離子（Mg2+），因而鎂先被溶解在水中。此時，鎂脫離鎂棒與氧結合，腐蝕過程結束。換句話說，鎂棒被腐蝕，而內膽完好無缺。

E. 電化學水處理怎麼除垢的只用電嗎

不對，不只是用電，電解除垢是利用電與化學能相互轉化的產物，也內叫EST電化學水處理，也有叫容EST電解除垢的，當然，要想完成這一過程，必須給機器先通電，然後才能產生化學反應的動力，所以說，通電外部因素，化學反應是內部因素。上海亨祥寧科技希望能幫到你！

F. 冷卻塔循環水除垢、防垢有什麼好的辦法

使用遼寧抄星力電化學除垢設備襲，該設備是引進以色列技術研發生產的。設備主要有陰極板和陽極板（專利）組成，安裝在循環水管道的旁路上，其工作原理是利用電化學法氧化和還原循環水中的成垢物質，使其定向生成在電極板上，定期處理。在電解過程中陽極板主要生成次氯酸HCLO3等強氧化物質，氧化循環水中的有機物和無機物起到殺菌除藻的作用；陰極板主要生成氫氧根離子（OH-）碳酸根離子（CO3-）當循環水中的鈣鎂離子經過該區域時產生還原反應，生成碳酸鈣，氫氧化鎂，硅酸鈣等附著在陰極板上，達到一定厚度即可清理，排除循環水體系外，從而達到很好的殺菌除藻，除垢防垢的效果。使用星力電化學定向除垢設備無需添加緩蝕劑，阻垢劑和殺菌劑，可以減少循環水的污水排放，同時也可以提高循環水的濃縮倍數，節約用水20%-40% 。

G. 智流的污水提升器怎麼樣今年下半年准備動工，現在在看污水提升的設備

問：污水提升器怎麼樣

答：

電化學除垢技術被稱之為「環境友好」型技術，是一種能夠「主動除垢」的技術，能夠從根本上去除成垢離子，應用在工業循環水的處理中，可以代替或減少阻垢劑，減少殺菌滅藻劑、緩蝕劑投加量，提高循環冷卻水的濃縮倍率從而降低循環水系統補水量和排污水量，提高整個系統的循環利用率，同時降低葯劑帶來的二次污染，有很好的節能減排和環境保護效果。

一、電化學除垢原理

電化學除垢技術雖然能夠「主動除垢」、從根本上去除成垢離子，可以緩解系統內腐蝕和微生物生長問題，還可以去除水系統中的重金屬離子、氨氮、COD等，能夠提高循環水系統濃縮倍數，減少排污和補水，但仍然存在除垢速率低、緩蝕性能差、殺菌滅藻不足的問題，尤其在高硬、高鹼、高氯強結垢、強腐蝕的水質中容易出現結垢、腐蝕、菌藻滋生問題。

H. 如何去水垢

如何去除水垢1、醋除水垢

在有水垢的水壺里，添入適量的食用醋，把水壺舉起晃動，使得有水垢的位置都讓食醋浸潤到，可以多晃動一下，把水壺靜置半小時左右。半小時後能夠覺察到水垢都開始剝落，為了把水垢清潔的更加干凈，不妨把溫水倒入水壺里，淹沒過有水垢的位置。再浸潤20分鍾左右，浸潤越長效果就越好。浸泡完後，大家能夠察覺水壺底部的水垢差不多都剝落。將電水壺清洗干凈就可以了。因為食用醋重要因素是乙酸，而水垢重要因素是碳酸鈣以及碳酸鎂。在醋和水垢融合後，會出現醋酸鈣以及碳酸。碳酸能夠化解成二氧化碳和水，變成的醋酸鈣也能夠溶於水。

I. 有什麼常用的軟化水處理方法

本發明公開了一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，將電解槽分隔成陽極室和陰極室，並分別置有陽極板和陰極板;根據I≥1.01Qη(M+2M2)得到電流，待軟化的水流經陰極室，通電後，在陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，產生的OH‑，使Ca2+生成CaCO3晶體，Mg2+生成Mg(OH)2晶體，且隨著pH值的增大，碳酸鈣晶體的zeta電位降低，晶體聚團行為加強而訊速形成晶核;過飽和的晶體懸浮液隨水流流出電解室的過程中，以此晶核為生長點並迅速成長，實現自發結晶，再進行沉降或過濾，即完成軟化。本發明計算出適宜電流值，將水中鈣鎂離子一次性除去，且在處理過程中陰極板上幾乎不會附著水垢，電能利用效率高達90%，極大提高了設備的處理能力和便於實現數字化和自動化控制。
權利要求書
1.一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，包括以下步驟：
(1)通過隔膜或細孔板將電解槽分隔成陽極室和陰極室，並將陽極板和陰極板分別置於陽極室和陰極室中;
(2)通一電流，所述的電流根據I≥1.01Qη(M+2M2)計算得到，其中，I為電極板的電流，單位：A;η為目標軟化率，單位：1;Q為陰極室的水流量，單位：L/s;當M0>M1時，M=M0;當M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，M=2M1-M0;M0為待軟化水的鹼度，單位：mgCaCO3/L;M1為待軟化水的鈣硬度，單位：mgCaCO3/L;M2為待軟化水的鎂硬度，單位：mgCaCO3/L;
(3)待軟化的水流經陰極室，通電後，在陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，電解產生的OH-，與HCO3-反應生成CO32-，然後與水體中的Ca2+結合生成CaCO3晶體;與Mg2+結合生成Mg(OH)2晶體，且隨電解的繼續，陰極液pH值增大，CaCO3晶體的zeta電位降低，晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，隨高速水流流出陰極室的過飽和CaCO3和Mg(OH)2懸浮液以此晶核為生長點並迅速成長，實現自發結晶，生成肉眼可見的固體顆粒物，懸浮於水中，再進行沉降或過濾，即完成軟化。
2.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，還包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，向陰極液中通入足量空氣或二氧化碳。
3.根據權利要求2所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，常溫常壓下通入空氣的流量根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算得到，其中，Q1為向陰極室通入空氣的流量，單位：L/s。
4.根據權利要求2所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，常溫常壓下通入CO2的流量根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算得到，其中，Q0為向陰極室通入CO2的流量，單位：L/s。
5.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，所述的陽極板為碳電極、貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極中的一種;所述的陰極板為定型導電材料中的一種。
6.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，所述的隔膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜、石棉纖維膜、無紡布、化纖濾布或陶瓷隔膜中的一種;所述的細孔隔板為帶有微小細孔且不影響導電的塑料薄板。
7.一種利用權利要求1～6所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置。
8.根據權利要求7所述的軟化硬水的裝置，其特徵在於，至少在所述的陰極室的兩端分別設有進水口和出水口，在所述的進水口上設有空氣或二氧化碳補氣口，在所述的出水口上連有過濾器或沉降池。
9.根據權利要求8所述的軟化硬水的裝置，其特徵在於，在所述的出水口與所述的過濾器或沉降池之間設有第一氣液分離器。
10.一種軟化硬水的系統，其特徵在於，將若干個權利要求8所述的電解槽並聯、串聯或串並復合連接，且在陰極室出水口的匯集處設有第二氣液分離器。
說明書
一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法及其裝置
技術領域
本發明屬於電化學軟化水技術領域，特別涉及一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法及其裝置。
背景技術
利用電化學技術進行水體脫鹽除垢處理，早在2006年就有文獻(Desalination,2006,201:150)報道，隨後也有不少國內文獻及專利(西安交通大學學報,2009,43(5):104;專利公開CN105523611A、CN204198498U)報道過，並在工程實踐中得到一定程度的應用。相比於傳統的消石灰軟化法，電化學脫鹽軟化水技術佔地空間小、處理速度快、不需要使用絮凝劑無二次污染、廢棄固體物少，操作簡單方便，可實現數字化控制，具有很高的經濟效益和環境效益。用於冷卻循環水的除垢防垢領域，與以往傳統的化學加葯方法以及電磁技術、超聲波技術相比，電化學技術的優點在於能夠將水中的成垢的鈣鎂離子以水垢沉積的方式從水中取出，並能提高濃縮倍數，達到節水減排的目的。
現有的電化學設備主要用於冷卻循環水的除垢防垢領域，為提高除垢效率，中國專利公開CN105621538A、CN201923867U及CN105329985A等專利對電化學除垢設備進行了相應的優化設計，其創新點在於充分優化電化學設備內部結構，擴大陰極面積，簡化操作，提高設備的處理效率與處理能力。
為了擺脫極板面積大小的限制因素，以色列文獻(Desalination,2010,263:285;Journal of Membrance Science,2013,445:88)提出了一種新的處理方法，利用陽離子交換膜將電解槽分隔為陽極室與陰極室，將待處理的水流經陰極室後，引入外部結晶器內進行誘發結晶以提高極板處理能力，電能利用率達到50%。中國專利CN204198498U利用刮刀刮掉陰極板垢以提供微小晶核增加結晶比表面積，雖在一定程度上提高了電能的利用率，但其電能利用率依舊偏低，一是增加了陰極動力旋轉部分的電耗，二是由於其輔助電極接正電且在陰極室內，其表面必定會析氧(氯)而產生H+，可消耗陰極產生的部分OH-而導致電能利用率降低，另外其在後續工藝中提及需添加絮凝劑造成二次污染及處理成本的增加，另外其設備內腔底部沒有隔膜將陰陽兩室分開，而其實施例中陽極室酸性水一直往復循環部分H+必會進入陰極室，也會降低電能的利用率。生活中大部分水體都是硬水即鹼度小於硬度(等同於重碳酸根的含量低於鈣鎂量)，故在不補加二氧化碳的情況下不能完全消除硬度。專利CN106277369A雖也提及陰陽極間加隔膜，但同樣要求陰極室出水口需連接一外部結晶器誘發結晶，結晶器體積龐大且時效性低，因無二氧化碳的補給同樣存在硬度水條件下不能完全消除硬度達到徹底軟化水的目的。
發明內容
本發明的第一目的是提供了一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，向電解槽中通入電流，使得陰極室內形成強鹼性區域，利用電解產生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶體，與Mg2+生成Mg(OH)2晶體，並隨著電解的進行，陰極室pH值增大，碳酸鈣晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，使得過飽和的CaCO3和Mg(OH)2懸浮液高效自發結晶，避免了誘發結晶和外加絮凝劑而帶來的二次污染，減少了工序步驟，而且時間上也快很多，投資少、設備佔用空間也少，處理能力大。
本發明的第二目的是提供了一種利用上述高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置及其系統，向電解槽中通入電流，使得陰極室內形成強鹼性區域，利用電解產生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶體，與Mg2+生成Mg(OH)2晶體，並隨著電解的進行，陰極室pH值增大，CaCO3晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，使得過飽和的CaCO3和Mg(OH)2懸浮液高效自發結晶，避免了誘發結晶和外加絮凝劑而帶來的二次污染，減少了工序步驟，而且時間上也快很多，投資少、設備佔用空間也少，處理能力大。
本發明的技術方案如下：
一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，包括以下步驟：
(1)通過隔膜或細孔板將電解槽分隔成陽極室和陰極室，並將陽極板和陰極板分別置於陽極室和陰極室中;
(2)通一電流，所述的電流根據I≥1.01Qη(M+2M2)計算得到，其中，I為電極板的電流，單位：A;η為目標軟化率，單位：1;Q為陰極室的水流量，單位：L/s;當M0>M1時，M=M0;當M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，M=2M1-M0;M0為待軟化水的鹼度，單位：mgCaCO3/L;M1為待軟化水的鈣硬度，單位：mgCaCO3/L;M2為待軟化水的鎂硬度，單位：mgCaCO3/L;
(3)待軟化的水流經陰極室，通電後，在陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，電解產生的OH-，與HCO3-反應生成CO32-，然後與水體中的Ca2+結合生成CaCO3晶體;與Mg2+結合生成Mg(OH)2晶體，且隨電解的進行陰極室pH值的增大，CaCO3晶體的zeta電位降低，晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，隨高速水流流出陰極室的過飽和CaCO3和Mg(OH)2懸浮液以此晶核為生長點並迅速成長，實現自發結晶，生成為肉眼可見的固體顆粒物，懸浮於水中，再進行沉降或過濾，即完成軟化。
優選為，還包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，向陰極液中通入足量空氣或二氧化碳。
優選為，常溫常壓下通入空氣的流量根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算得到，其中，Q1為向陰極室通入空氣的流量，單位：L/s。
優選為，常溫常壓下通入CO2的流量根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算得到，其中，Q0為向陰極室通入CO2的流量，單位：L/s。
優選為，所述的陽極板為碳電極、貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極中的一種;所述的陰極板為不銹鋼、鑄鐵、石墨、鋁或銅等定型導電材料中的一種。
優選為，所述的隔膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜、石棉纖維膜、無紡布、化纖濾布或陶瓷隔膜中的一種;所述的細孔隔板為帶有微小細孔且不影響導電的塑料薄板，如聚四氟乙烯塑料薄板。
本發明還公開了一種利用上述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置。
優選為，至少在所述的陰極室的兩端分別設有進水口和出水口，在所述的進水口上設有空氣或二氧化碳補氣口，在所述的出水口上連有過濾器或沉降池。
優選為，在所述的出水口與所述的過濾器或沉降池之間設有第一氣液分離器，用來收集綠色能源—氫氣。
本發明還公開了一種軟化硬水的系統，將若干個上述的電解槽並聯、串聯或串並復合連接，且在陰極室出水口的匯集處設有第二氣液分離器，用來收集綠色能源—氫氣。
與現有技術相比，本發明的有益效果如下：
一、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，通過I≥1.01Qη(M+2M2)計算出一適宜電流，使得陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，利用電解產生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶體，與Mg2+生成Mg(OH)2晶體，並隨著電解的進行，陰極室pH值增大，CaCO3晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，流出陰極室的過飽和懸浮液以此晶核為生長點高效自發結晶，實現將水中大部分或全部鈣鎂離子一次性除去，且在陰極板上不會附著水垢，無需誘發結晶和外加絮凝劑，避免了二次污染，減少了工序步驟，具有軟化效率稿，投資少、設備佔用空間少，處理能力大等優點;
二、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，還根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算通入空氣的流量和根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算通入二氧化碳的流量，以提供足夠量的HCO3-，達到所需軟化率;
三、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，根據通入電流的計算公式和通入空氣或二氧化碳的計算公式，計算出電流值及通入空氣或二氧化碳的速率，便於實現數控化和自動化，使用清潔電能作為唯一的「處理劑」，無色環保無污染。

J. 電熱水器中「鎂棒除垢」是什麼原理

鎂棒又稱陽極棒，它的主要成份是鎂。在熱水器內膽裡面，它和內膽（主要成份是鐵）同時與水接觸，由於化學原理而形成原電池。由於內膽里的水不是純凈的水，總含有各種各樣的雜質並具有一定的腐蝕性，當水溫超過40。C時，就會產生水垢。如果沒有陽極鎂棒，內膽就被腐蝕。鐵和鎂都可以溶於水，但鎂比鐵更活潑，更容易成為鎂離子（Mg2+），因而鎂先被溶解在水中。此時，鎂脫離鎂棒與氧結合，腐蝕過程結束。換句話說，鎂棒被腐蝕，而內膽完好無缺。