『壹』 鍋爐系統常用的軟化水處理有哪些方法
如果要保證鍋爐用水質量，最好選擇逆流再生工藝的軟化水處理設備，目前都是以多路閥控制系統為主，優點是再生工藝先進，設備運行工況穩定，是鍋爐配套較強的水處理設備...。一傑水質
『貳』 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。
『叄』 鍋爐用水為什麼要進行軟化水處理
因為鍋爐長時間高溫，容易生水鹼，軟化後的水可以避免這種情況。
『肆』 鍋爐房有軟化水設施了，還需要辦理鍋爐水質處理作業證嗎
因為要保證鍋爐水質指標的合格率，所以相關工作人員就需要考取作業證(操作證)…。一傑水質
『伍』 鍋爐軟化水外排嗎直接進鍋爐，還是排污 有「鍋爐軟化廢水」這個說法嗎和軟化水是不是一樣的
鍋爐軟化水是經處理除去硬度（鈣，鎂）的水，用此水給鍋爐加水防止鍋爐結垢，軟化廢水是軟化水處理過程中的清洗水，排掉。
『陸』 經過軟化水裝置處理的水，是軟化水么，和鍋爐軟化水一樣么，如何進行化驗
經過軟化器處理的水當然是軟化水，至於合不合格是要通過測試化驗，我這里有相關版的化學測權試劑(軟水總硬度快速測試劑)，該測試劑的特點是，簡單、無需成套化驗設施、一系列化學試劑，測試速度快，無需專業知識就可掌握該測試方法，測試結果與傳統化驗室測試結果相一至。如果你需要就留個聯絡方式。
『柒』 軟水在鍋爐中的作用 以及處理方法
全自動軟水器工作原理：
水的硬度主要由其中的陽離子：鈣(Ca2+)、鎂(Mg2+)離子構成。 當含有硬度的原水通過交換器的樹脂層時，水中的鈣、鎂離子被樹脂吸附，同時釋放出鈉離子，這樣交換器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水,當樹脂吸附鈣、鎂離子達到一定的飽和度後，出水的硬度增大，此時軟水器會按照預定的程序自動進行失效樹脂的再生工作，利用較高濃度的氯化鈉溶液(鹽水)通過樹脂，使失效的樹脂重新恢復至鈉型樹脂。
全自動軟水器的主要特徵：
1、自動化程度高，供水工況穩定，使用壽命長。全程自動，只需定期加鹽，無需人工干涉。
2、高效率、低能耗、運行費用低。由於軟水器整體設計合理，使樹脂的交換能力得到充分的發揮，設備自身的各項能耗指標明顯低於一般的軟化水設備，自動控制設備不需要專職的操作人員，這都給使用者帶來諸多的便利，並產生良好的經濟效益。
3、設備結構緊湊，佔地面積小，無需專用的設備基礎，放置於平整的水泥地面上即可。
4、使用簡單，安裝、調試、操作簡單易行，控制部件性能穩定，可解除用戶的後顧之憂。
5、耐腐蝕、抗污染、無鉛黃銅的控制閥，內襯無毒PE塑料的交換罐，PE塑料材質的鹽箱，這些都足以保證該設備的耐腐蝕、抗污染、無毒、無味、無害的優異性能。
全自動軟水器的應用范圍：
工業鍋爐、中央空調、熱交換器、賓館飯店、食品化工、洗衣印染、醫療衛生等需要軟化水質，以防止垢類產生的的各種行業。
全自動軟水器的產品結構：
全自動軟水器主要由三部分組成：
1、美國原裝控制器(包括電腦控制器和多向集水閥系統)；
2、美國進口或國產罐體部分(包括交換罐和鹽罐，材質可選玻璃鋼、碳鋼襯膠、不銹鋼)；
3、設備配件部分(包括上下布水器、中心管、鹽閥、鹽井、鹽管、排污管、過濾器、電磁閥等等)；
全自動軟水器的技術指標：
1、進水壓力：0.25—0.45MPa，最佳為0.3MPa；
2、進水硬度：≤6.5mmol/L(若原水硬度超過此指標，需要重新設計)；
3、出水硬度：≤0.03mmol／L；
4、原水水溫：2-50℃；
5、電源：AC22DV 50Hz， 功率10—50W；
6、樹脂型號：00lx7強酸性陽離子樹脂(可選進口、國產品牌)；
7、閥體材質：高強塑料或黃銅；
8、罐體材質：玻璃鋼纏繞(可根據要求配置碳鋼襯膠、不銹鋼罐體)；
9、水耗：<產水量的2％；鹽耗：<100克／克當量，電耗：3-40W
全自動軟水器是將軟化器運行及再生的每一個步驟實現自動控制，並採用時間、流量或其它感應器等方式來啟動再生。全自動軟水器的基本構成為：FLECK或Autotrol多路控制閥、樹脂罐（含001*7樹脂）、鹽箱及管路系統。
特點：
水質軟化過程自動化：該設備通過程序控制裝置，實現離子交換和樹脂再生過程的自動化。
高效：軟水器設計合理，使樹脂有效工作交換容量充分發揮。
省工：無需專人操作，安裝簡便。
無毒：閥體為無鉛黃銅或工程塑料。
省水：制水率98%以上。
省電：由於採用虹吸原理，再生無需鹽泵。
調整方便：可根據需要調整再生周期和時間。
罐體防腐：罐體採用不銹鋼、玻璃鋼、鋼襯塑材質，避免樹脂污染。
適用性廣：可用於工業鍋爐、熱交換器、空調、洗衣、沐浴設備及食品、制葯、電子等行業。
『捌』 鍋爐軟化水怎麼樣處理
鍋爐補給水對水質有什麼要求（是什麼水）：
1.鍋爐補給水需經過軟化處理後使用，這是因為水中含有鈣鎂等硬度離子，若是不去除硬度離子就會在鍋爐內壁形成水垢。
2.在鍋爐加熱的過程中，水中的鈣鎂離子會結合其他離子形成沉澱析出，附著在管路或者鍋爐內壁。若是長時間不清理會有安全隱患。所以一般要先對補給水提前進行軟化。
3.我們把水中鈣離子、鎂離子的含量的多少有硬度來表示，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。所以鍋爐補給對水質的要求產水電導率小於0.2us/cm，硬度約等於0，SiO2小於20ug/L。
鍋爐補給水處理用什麼樹脂：
現在已經知道鍋爐補給水是需要軟化水的，那麼鍋爐補給水處理用什麼樹脂就很明了了。可以用軟化水樹脂。這里給大家介紹幾種。
漂萊特C100E：
該樹脂是凝膠型聚苯乙烯磺酸基陽離子交換樹脂，是特級高純度產品，符合美國FDA條款中第21條D3.25部分，具有強酸陽離子交換樹脂具有運行能力強，良好的動力學性能，優異的物理和化學穩定性，強度高，交換容量高，選擇性好，主要用於硬水軟化和除鹽工藝、鍋爐補給水制備。
羅門哈斯IR120 Na：
羅門哈斯IR120 Na是一種磺酸化苯乙烯系凝膠型強酸性陽離子交換樹脂。適合用於軟化(鈉離子型)及順向再生純化系統(氫離子型)，具有極佳的物理、化學及熱穩定性，良好的離子交換能力與高交換容量特性。主要用於工業軟水處理、鍋爐補給水制備、食品加工或飲用水、用於純水，高純水的制備
三菱SK1B：
DIAION SK1B是含有強酸性磺酸交換基團的苯乙烯聚合物。通過特殊的反應步驟，將其製成粒徑均勻的球形顆粒。它具有軟水，純水或化學試驗過程的物理強度，反應性能和耐溫性，並具有板高的操作能力。主要用於工業軟水處理、純水(特別用在混床)、化工製品、工業製造業等
鍋爐水處理樹脂的作用：
因為水質的硬度主要是因為水中鈣離子和鎂離子含量造成的，所以樹脂的主要作用就是把這兩種離子去除，用軟化水樹脂與水中的鈣離子和鎂離子發生離子交換反應被吸附在樹脂上，從水中除去，達到軟化的效果。
『玖』 鍋爐為什麼要使用軟化水
不經過軟化的水，易於結垢。由於蒸汽不斷蒸發，鍋爐內水的鈣、鎂、雜質濃度非常高——是自然水的
30
—
50
倍，其結垢的速度超出了我們的想像，只需半年至一年，就可結垢
1
—
2mm
。水垢的危害極大，嚴重時，可引起鍋爐爆裂！水垢和金屬的導熱性能對比。
水垢導熱性能只有金屬的
0.5%
左右，在鍋爐結垢後，要想達到無水垢時的熱效，就要提高受熱面的溫度，如：爐壁溫為
250
℃，
當結垢
1mm
時，要達到同樣的熱效，壁溫要提高到
650
℃，此時熱吸收率極低，能耗增加。
1
、水垢主要有三大危害：（
1
）減少熱吸收，降低鍋爐熱效率，浪費燃料，從而增加鍋爐運行成本。
（
2
）結垢導致爐壁溫度成倍升高，鋼材應力破壞，強度降低，嚴重時出現爆裂，降低了使用壽命。
（
3
）影響蒸汽品質，使蒸汽中含鈣、鎂離子、易使鍋爐配件（安全閥、壓力表、壓力控制器等）、蒸汽器械（如熨斗等）結水垢、堵塞。
2
、使用軟化水的三大理由：（
1
）《蒸汽（熱水）鍋爐安全技術監察規程》規定所必須。
（
2
）保持熱效、節約燃料、提高蒸汽品質、延長壽命。
其爐膛一般採用
3
—
4mm
厚鍋
20#
鋼管，管內是水，管外是火，時間一長，管內壁水垢加厚，管外在強火焰的沖刷下（特別是側燒立式爐）局部鋼管高溫，易造成鋼管爆裂。因鍋爐內在結構的原因一般無法焊接修復，只能報廢。
有什麼方法可以使水軟化，達到《鍋規》要求？1
、自來水中加入軟化劑：依據水質化驗結果，每天加入適量的軟化劑。此方法尺度難以掌握，且效果一般不佳。
2
、使用全自動軟水處理器：工作原理：用離子樹指法，吸附水中的鈣、鎂離子，從而達到理想的軟化水。
『拾』 軟化水處理設備中鍋爐軟化水處理設備對水質有何要求
發電廠鍋爐軟化水設備
1、自動化程度高
全自動軟水器經過初期的安裝調專試後，屬只需人工定期添加再生用鹽，就可在全自動的條件下實現連續產水，節省大量人力和物力。設備多採用流量控制型系統，數字化顯示界面會讓用戶對設備情況一目瞭然。
2、工作交換容量大，鹽耗低
常用的手動設備，工作人員的操作水平直接影響交換容量、鹽耗兩項指標的高低，設備的工作容量較低，而鹽耗較高。
全自動軟化水裝置由於避免了人為因素的影響，實現了嚴格的自動控制。
3、電耗低
常用的手動設備至少需要一台鹽泵，經常出現腐蝕問題，維護工作量也很大，直接影響設備的安全穩定運行。
4、自動軟水設備床體採用玻璃鋼等防腐材料，管路採用ABS工程塑料，耐腐蝕能力強，從而徹底解決了設備腐蝕問題。
5、結構合理，安裝方便
傳統手動設備佔地面積較大、設備較重，安裝需要特殊的土建基礎。而全自動設備整體設計合理，佔地面積與傳統設備相比大大減少，輕體結構又使設備安裝方便，可根據現場條件靈活布置。
6、性能可靠，運行穩定