1. 工業軟水硬度正常,電導率420,鹼度210對設備有影響么,會不會引起結構
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蒸汽鍋爐和熱水鍋爐的檢測項目都不一樣。
工業鍋爐水質標准及其控制
一、水質標准
為了防止鍋爐發生結垢、腐蝕、惡化蒸汽品質等危害,使鍋爐能長期安全經濟運行,鍋爐的給水和鍋水都應達到國家標準的要求。目前工業鍋爐執行的水質標准,即GB 1576—2001《工業鍋爐水質》標準的主要內容如下:
1.范圍
本標准規定了工業鍋爐運行時的水質要求。
本標准適用於額定出口蒸汽壓力小於等於2.5MPa,以水為介質的固定式蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐,也適用於以水為介質的固定式承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐。
2.水質標准
(1)蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐的給水一般應採用鍋外化學水處理,水質應符合表5—1的規定。
表5—1 工業鍋爐水質標准
註:①硬度mmol/L的基本單元為C(1/2Ca2+、1/2Mg2+),下同。
②鹼度mmol/L的基本單元為C(OH-、1/2CO32-、HCO3-),下同。對蒸汽品質要求不高,且不帶過熱器的鍋爐,使用單位在報當地鍋爐壓力容器安全監察機構同意後,鹼度指標上限值可適當放寬。
③當鍋爐額定蒸發量大於等於6t/h時應除氧,額定蒸發量小於6 t/h的鍋爐如發現局部腐蝕時,給水應採取除氧措施,對於供汽輪機用汽的鍋爐給水含氧量應小於等於0.05mg/L。
④如測定溶解固形物有困難時,可採用測定電導率或氯離子(Cl-)的方法來間接控制,但溶解固形物與電導率或氯離子(Cl-)的比值關系應根據試驗確定。並應定期復試和修正此比值關系。
⑤全焊接結構鍋爐相對鹼度可不控制。
⑥僅限燃油燃氣鍋爐。
(2)額定蒸發量小於等於2t/h,且額定蒸汽壓力小於等於1.0M_Pa的蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐(如對汽、水品質無特殊要求)也可採用鍋內加葯處理。但必須對鍋爐的結垢、腐蝕和水質加強監督,認真做好加葯、排污和清洗工作,其水質應符合表5—2的規定。
表5—2
(3)承壓熱水鍋爐給水應進行鍋外水處理,對於額定功率小於等於4.2MW非管架式承壓的熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐,可採用鍋內加葯處理,但必須對鍋爐的結垢、腐蝕和水質加強監督,認真做好加葯工作,其水質應符合表5—3的規定。
表5—3
註:①通過補加葯劑使鍋水pH值控制在10~12。
②額定功率大於等於4.2MW的承壓熱水鍋爐給水應除氧,額定功率小於4.2MW的承壓熱水鍋爐和常壓熱水鍋爐給水應盡量除氧。
(4)直流(貫流)鍋爐給水應採用鍋外化學水處理,其水質按表5—1中額定蒸汽壓力為大於1.6MPa、小於等於2.5Mpa的標准執行。
(5)余熱鍋爐及電熱鍋爐的水質指標應符合同類型、同參數鍋爐的要求。
(6)水質檢驗方法應按《工業鍋爐水質》標準的附錄A執行。
二、水質指標及其監測意義
《工業鍋爐水質》標准中各項水質指標及其監測意義如下:
(1)懸浮物 指經過濾後分離出來的不溶於水的固體混合物的含量。懸浮物含量越高,水就越混濁。對於小型工業鍋爐,如採用澄清的自來水作水源,運行中可不監測懸浮物含量。
(2)總硬度 通常指水中鈣、鎂離子的總含量,是防止鍋爐結垢的一項很重要的指標。對鍋爐來說,水中的硬度越小越有利於防止結垢。
(3)總鹼度 指水中能接受氫離子的一類物質的含量。由於鹼度物質能與硬度物質反應,生成疏鬆的水渣,可隨排污除去,從而防止鍋爐結垢,所以工業鍋爐的鍋水必須保持一定的鹼度。但鍋水鹼度太高,易影響蒸汽品質,有時還會引起鹼性腐蝕,因此鍋水鹼度應維持在一定的范圍內。
(4)pH值 即氫離子濃度的負對數,是表示溶液酸鹼性的一項指標。pH值的范圍為0~14,pH=7時為中性,pH<7時為酸性,pH>7時為鹼性。通常要求鍋爐水質達到一定的鹼性,有利於防止腐蝕和防垢。
(5)溶解氧 指溶解在水中的氧氣含量。水中的溶解氧易造成鍋爐設備和給水管道的腐蝕,所以應盡量除去。
(6)溶解固形物、電導率和氯離子 溶解固形物也稱為蒸發殘渣,可近似地表示水中的總含鹽量。鍋水溶解固形物含量的變化可直接反映出鍋水的濃縮程度,當其含量過高時,易造成蒸汽大量帶水,惡化蒸汽品質,嚴重時還會發生汽水共騰,因此需通過合理的排污來控制其含量。由於溶解固形物的測定較為繁雜且費時,一般鍋爐運行中常用測定方法簡便的電導率或氯離子來代替,但它們之間的比值關系需經測試確定,並定期校正。
(7)SO32-(亞硫酸根) 該項指標是為採用加亞硫酸鈉來除氧的鍋爐而設的,不加亞硫酸鈉的鍋水無亞硫酸根。
(8)PO43-(磷酸根) 磷酸根可消除殘余硬度,防止結垢,並可在金屬表面形成磷酸鐵保護膜,減緩腐蝕,所以鍋內常加入磷酸鹽水處理劑。監測磷酸根可更好地控
2. 工業用軟水的電導率是多少有國家標准嗎
在國標網上沒找到標准
幾種工業用水的區別
原水是指未經過處理的水,從廣義專來說,對於進入水屬處理工序前的水也稱為該水處理工序的原水。例如由水源送入澄清池處理的水稱為原水。
軟化水是指將水中硬度(主要指水中鈣、鎂離子)去除或降低一定程序的水。水在軟化過程中,僅硬度降低,而總含量不變。
脫鹽水是指水中鹽類(主要是溶於水的強電解質)除去或降低到一定程度的水。其電導率一般為1.0-10.0μs/cm,含鹽量為1-5mg/L。
純水是指水中的強電解質和弱電解質去除或降低到一定程序的水。其電導率一般為: 1.0-0.1μs/cm,含鹽量<1mg/L。
超純水是指水中的導電介質幾乎完全去除,同時不離解的氣體、膠體以及有機物質(包括細菌等)也去除至很低程度的水。其電導率一般為0.1-0.055μs/cm,含鹽量<0.1mg/L。理想純水(理論上)電導率為0.05μs/cm。
3. 高爐軟水電導率高有什麼危害
電導率高的話容易結垢引起排氣閥堵塞,爐內壓力劇增。。然後。。。。
4. 軟化水電導率多少\為不合格
工業用
軟水
電導率
一般為1.0-10.0μs/cm;純水要求電導率一般為:
1.0-0.1μs/cm。
5. 軟化水電導率多少\為不合格
工業用軟水電導率一般為1.0-10.0μs/cm;純水要求電導率一般為: 1.0-0.1μs/cm。
6. 鍋爐水電導率一般多少
鍋爐給水電導率5.5X10³,鍋水電導率5.6X10³,應該還有一個鍋爐出力的問題吧...。
7. 軟化水是否導電
不一定,應根據軟化水採用的方式而定,如果軟化方式在去除鈣鎂的同時把其他雜質也去除干凈,則不導電,如果只去除了鈣鎂則還會導電。
8. 工業用軟水標准
為防止設備產生結垢,確保系統安全、高效地運轉,必須對用水進行水質穩定處理,出水硬度需<0.03 mmol/L(達到《國家低壓鍋爐水質標准》GB1576-2001。我們通常把水中鈣、鎂離子的含量用「硬度」這個指標來表示。硬度1度相當於每升水中含有10毫克氧化鈣。低於8度的水稱為軟水,高於17度的稱為硬水,介於8~17度之間的稱為中度硬水。 幾種工業用水的區別
原水是指未經過處理的水,從廣義來說,對於進入水處理工序前的水也稱為該水處理工序的原水。例如由水源送入澄清池處理的水稱為原水。 軟化水是指將水中硬度(主要指水中鈣、鎂離子)去除或降低一定程序的水。水在軟化過程中,僅硬度降低,而總含量不變。
脫鹽水是指水中鹽類(主要是溶於水的強電解質)除去或降低到一定程度的水。其電導率一般為1.0-10.0μs/cm,含鹽量為1-5mg/L。
純水是指水中的強電解質和弱電解質去除或降低到一定程序的水。其電導率一般為: 1.0-0.1μs/cm,含鹽量<1mg/L。
超純水是指水中的導電介質幾乎完全去除,同時不離解的氣體、膠體以及有機物質(包括細菌等)也去除至很低程度的水。其電導率一般為0.1-0.055μs/cm,含鹽量<0.1mg/L。理想純水(理論上)電導率為0.05μs/cm 既然是「軟化水」,關心電導率意義不大,而應關心其「硬度」。「除鹽水」、「脫鹽水」或是「純凈水」關心電導率才有意義。「樹脂軟化鹽水活化」工藝其實是「鈉離子交換軟化」工藝,這種處理工藝肯定不會降低原水的電導率。有所增加是正常的
9. 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。
10. 水質的電導率有國標嗎
在國標網上沒找到標准
幾種工業用水的區別
原水是指未經過處理的水,從專廣義來說,對於進入水屬處理工序前的水也稱為該水處理工序的原水。例如由水源送入澄清池處理的水稱為原水。
軟化水是指將水中硬度(主要指水中鈣、鎂離子)去除或降低一定程序的水。水在軟化過程中,僅硬度降低,而總含量不變。
脫鹽水是指水中鹽類(主要是溶於水的強電解質)除去或降低到一定程度的水。其電導率一般為1.0-10.0μs/cm,含鹽量為1-5mg/L。
純水是指水中的強電解質和弱電解質去除或降低到一定程序的水。其電導率一般為: 1.0-0.1μs/cm,含鹽量<1mg/L。
超純水是指水中的導電介質幾乎完全去除,同時不離解的氣體、膠體以及有機物質(包括細菌等)也去除至很低程度的水。其電導率一般為0.1-0.055μs/cm,含鹽量<0.1mg/L。理想純水(理論上)電導率為0.05μs/cm。