电化学除垢的事例

A. 关于电化学腐蚀的举例！

1．金属的腐蚀
金属腐蚀的本质是金属原子失去电子被氧化的过程，金属腐蚀一般可分为化学腐蚀与电化学腐蚀。
电化学腐蚀是金属的腐蚀中最普遍、也是最重要的一种类型。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀的最突出例子。在潮湿的空气中，钢铁表面会吸附一层薄薄的水膜。如果这层水膜呈较强酸性时，H+得电子析出氢气，这种电化学腐蚀称为析氢腐蚀；如果这层水膜呈弱酸性或中性时，能溶解较多氧气，此时O2得电子而析出OH—，这种电化学腐蚀称为吸氧腐蚀，是造成钢铁腐蚀的主要原因。
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
发生条件
水膜呈酸性
水膜呈弱酸性或中性
正极反应
2H++2e—=H2↑
O2+4e—+2H2O=4OH—
负极反应
Fe—2e—=Fe2+
2Fe—4e—=2Fe2+
溶液pH升高的极
正极
正极
其他反应
Fe2+
+OH—=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2
+O2+2H2O=
4Fe(OH)3
2．金属防护的几种重要方法
①改变金属内部的组织结构，制成合金。
②在金属表面覆盖保护层。
③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。
3．金属腐蚀快慢的判断方法
①在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀＞有防腐措施的腐蚀。
②对同一金属来说，强电解质＞弱电解质＞非电解质。
③活泼性不同的金属，活动性差别越大，腐蚀越快。
④对同一电解质，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。

B. 生活中的电化学腐蚀的例子有哪些

a)电线塔、手机信号塔。为减缓铁塔腐蚀，会在铁塔上焊接若干块锌块，让活泼性锌块做阳极，保护铁塔不受腐蚀--牺牲阳极。
b)金属质管道，金属管道埋在地下容易发生腐蚀。为了减缓腐蚀，会在管道壁上接电源负极，称之为阴极保护。
电化学腐蚀，从本质上说就是活泼性较强的的金属遇到活泼性较弱的金属或者惰性导电物质时，在潮湿的环境中，自发的原电池反应。

C. 去除电暖壶中的水垢是用白醋还是陈醋

用白醋。方法如下：

1、醋除水垢。如烧水壶有了水垢，可将几勺醋放入水中，版烧一二个小时，水垢即权除。如水垢中的主要成分是硫酸钙，则可将纯碱溶液倒在水壶里烧煮，可去垢。

2、小苏打除水垢。用结了水垢的铝制水壶烧水时，放1小勺小苏打，烧沸几分钟，水垢即除。

(3)电化学除垢的事例扩展阅读：

水垢主要是因锅炉给水中所含钙、镁等的盐类受热后析出并粘结于金属表面而形成。水垢的导热系数很小，约为普通钢材的2～5%，水垢结于锅炉受热面上，会大大恶化传热效果，影响锅炉效率；容易使金属材料因局部过热而烧坏，甚至发生爆管事故；会促使电化学腐蚀加剧，引起锅炉水垢腐蚀，加速受热面的损坏。水垢形成后应及时采用机械的或化学的方法予以清除。

D. 电热水器中镁棒除垢的原理

镁棒又称阳极抄棒，它的主要成份是镁。在热水器内胆里面，它和内胆（主要成份是铁）同时与水接触，由于化学原理而形成原电池。由于内胆里的水不是纯净的水，总含有各种各样的杂质并具有一定的腐蚀性，当水温超过40。C时，就会产生水垢。如果没有阳极镁棒，内胆就被腐蚀。铁和镁都可以溶于水，但镁比铁更活泼，更容易成为镁离子（Mg2+），因而镁先被溶解在水中。此时，镁脱离镁棒与氧结合，腐蚀过程结束。换句话说，镁棒被腐蚀，而内胆完好无缺。

E. 电化学水处理怎么除垢的只用电吗

不对，不只是用电，电解除垢是利用电与化学能相互转化的产物，也内叫EST电化学水处理，也有叫容EST电解除垢的，当然，要想完成这一过程，必须给机器先通电，然后才能产生化学反应的动力，所以说，通电外部因素，化学反应是内部因素。上海亨祥宁科技希望能帮到你！

F. 冷却塔循环水除垢、防垢有什么好的办法

使用辽宁抄星力电化学除垢设备袭，该设备是引进以色列技术研发生产的。设备主要有阴极板和阳极板（专利）组成，安装在循环水管道的旁路上，其工作原理是利用电化学法氧化和还原循环水中的成垢物质，使其定向生成在电极板上，定期处理。在电解过程中阳极板主要生成次氯酸HCLO3等强氧化物质，氧化循环水中的有机物和无机物起到杀菌除藻的作用；阴极板主要生成氢氧根离子（OH-）碳酸根离子（CO3-）当循环水中的钙镁离子经过该区域时产生还原反应，生成碳酸钙，氢氧化镁，硅酸钙等附着在阴极板上，达到一定厚度即可清理，排除循环水体系外，从而达到很好的杀菌除藻，除垢防垢的效果。使用星力电化学定向除垢设备无需添加缓蚀剂，阻垢剂和杀菌剂，可以减少循环水的污水排放，同时也可以提高循环水的浓缩倍数，节约用水20%-40% 。

G. 智流的污水提升器怎么样今年下半年准备动工，现在在看污水提升的设备

问：污水提升器怎么样

答：

电化学除垢技术被称之为“环境友好”型技术，是一种能够“主动除垢”的技术，能够从根本上去除成垢离子，应用在工业循环水的处理中，可以代替或减少阻垢剂，减少杀菌灭藻剂、缓蚀剂投加量，提高循环冷却水的浓缩倍率从而降低循环水系统补水量和排污水量，提高整个系统的循环利用率，同时降低药剂带来的二次污染，有很好的节能减排和环境保护效果。

一、电化学除垢原理

电化学除垢技术虽然能够“主动除垢”、从根本上去除成垢离子，可以缓解系统内腐蚀和微生物生长问题，还可以去除水系统中的重金属离子、氨氮、COD等，能够提高循环水系统浓缩倍数，减少排污和补水，但仍然存在除垢速率低、缓蚀性能差、杀菌灭藻不足的问题，尤其在高硬、高碱、高氯强结垢、强腐蚀的水质中容易出现结垢、腐蚀、菌藻滋生问题。

H. 如何去水垢

如何去除水垢1、醋除水垢

在有水垢的水壶里，添入适量的食用醋，把水壶举起晃动，使得有水垢的位置都让食醋浸润到，可以多晃动一下，把水壶静置半小时左右。半小时后能够觉察到水垢都开始剥落，为了把水垢清洁的更加干净，不妨把温水倒入水壶里，淹没过有水垢的位置。再浸润20分钟左右，浸润越长效果就越好。浸泡完后，大家能够察觉水壶底部的水垢差不多都剥落。将电水壶清洗干净就可以了。因为食用醋重要因素是乙酸，而水垢重要因素是碳酸钙以及碳酸镁。在醋和水垢融合后，会出现醋酸钙以及碳酸。碳酸能够化解成二氧化碳和水，变成的醋酸钙也能够溶于水。

I. 有什么常用的软化水处理方法

本发明公开了一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，将电解槽分隔成阳极室和阴极室，并分别置有阳极板和阴极板;根据I≥1.01Qη(M+2M2)得到电流，待软化的水流经阴极室，通电后，在阴极室内形成强碱性区域，体系pH≥10，产生的OH‑，使Ca2+生成CaCO3晶体，Mg2+生成Mg(OH)2晶体，且随着pH值的增大，碳酸钙晶体的zeta电位降低，晶体聚团行为加强而讯速形成晶核;过饱和的晶体悬浮液随水流流出电解室的过程中，以此晶核为生长点并迅速成长，实现自发结晶，再进行沉降或过滤，即完成软化。本发明计算出适宜电流值，将水中钙镁离子一次性除去，且在处理过程中阴极板上几乎不会附着水垢，电能利用效率高达90%，极大提高了设备的处理能力和便于实现数字化和自动化控制。
权利要求书
1.一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过隔膜或细孔板将电解槽分隔成阳极室和阴极室，并将阳极板和阴极板分别置于阳极室和阴极室中;
(2)通一电流，所述的电流根据I≥1.01Qη(M+2M2)计算得到，其中，I为电极板的电流，单位：A;η为目标软化率，单位：1;Q为阴极室的水流量，单位：L/s;当M0>M1时，M=M0;当M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时，M=2M1-M0;M0为待软化水的碱度，单位：mgCaCO3/L;M1为待软化水的钙硬度，单位：mgCaCO3/L;M2为待软化水的镁硬度，单位：mgCaCO3/L;
(3)待软化的水流经阴极室，通电后，在阴极室内形成强碱性区域，体系pH≥10，电解产生的OH-，与HCO3-反应生成CO32-，然后与水体中的Ca2+结合生成CaCO3晶体;与Mg2+结合生成Mg(OH)2晶体，且随电解的继续，阴极液pH值增大，CaCO3晶体的zeta电位降低，晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，随高速水流流出阴极室的过饱和CaCO3和Mg(OH)2悬浮液以此晶核为生长点并迅速成长，实现自发结晶，生成肉眼可见的固体颗粒物，悬浮于水中，再进行沉降或过滤，即完成软化。
2.根据权利要求1所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，还包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时，向阴极液中通入足量空气或二氧化碳。
3.根据权利要求2所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，常温常压下通入空气的流量根据Q1=0.61Q(M1-M0)计算得到，其中，Q1为向阴极室通入空气的流量，单位：L/s。
4.根据权利要求2所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，常温常压下通入CO2的流量根据Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4计算得到，其中，Q0为向阴极室通入CO2的流量，单位：L/s。
5.根据权利要求1所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，所述的阳极板为碳电极、贵金属电极或钛基金属氧化物电极中的一种;所述的阴极板为定型导电材料中的一种。
6.根据权利要求1所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，所述的隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜、双极膜、石棉纤维膜、无纺布、化纤滤布或陶瓷隔膜中的一种;所述的细孔隔板为带有微小细孔且不影响导电的塑料薄板。
7.一种利用权利要求1～6所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法软化硬水的装置。
8.根据权利要求7所述的软化硬水的装置，其特征在于，至少在所述的阴极室的两端分别设有进水口和出水口，在所述的进水口上设有空气或二氧化碳补气口，在所述的出水口上连有过滤器或沉降池。
9.根据权利要求8所述的软化硬水的装置，其特征在于，在所述的出水口与所述的过滤器或沉降池之间设有第一气液分离器。
10.一种软化硬水的系统，其特征在于，将若干个权利要求8所述的电解槽并联、串联或串并复合连接，且在阴极室出水口的汇集处设有第二气液分离器。
说明书
一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法及其装置
技术领域
本发明属于电化学软化水技术领域，特别涉及一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法及其装置。
背景技术
利用电化学技术进行水体脱盐除垢处理，早在2006年就有文献(Desalination,2006,201:150)报道，随后也有不少国内文献及专利(西安交通大学学报,2009,43(5):104;专利公开CN105523611A、CN204198498U)报道过，并在工程实践中得到一定程度的应用。相比于传统的消石灰软化法，电化学脱盐软化水技术占地空间小、处理速度快、不需要使用絮凝剂无二次污染、废弃固体物少，操作简单方便，可实现数字化控制，具有很高的经济效益和环境效益。用于冷却循环水的除垢防垢领域，与以往传统的化学加药方法以及电磁技术、超声波技术相比，电化学技术的优点在于能够将水中的成垢的钙镁离子以水垢沉积的方式从水中取出，并能提高浓缩倍数，达到节水减排的目的。
现有的电化学设备主要用于冷却循环水的除垢防垢领域，为提高除垢效率，中国专利公开CN105621538A、CN201923867U及CN105329985A等专利对电化学除垢设备进行了相应的优化设计，其创新点在于充分优化电化学设备内部结构，扩大阴极面积，简化操作，提高设备的处理效率与处理能力。
为了摆脱极板面积大小的限制因素，以色列文献(Desalination,2010,263:285;Journal of Membrance Science,2013,445:88)提出了一种新的处理方法，利用阳离子交换膜将电解槽分隔为阳极室与阴极室，将待处理的水流经阴极室后，引入外部结晶器内进行诱发结晶以提高极板处理能力，电能利用率达到50%。中国专利CN204198498U利用刮刀刮掉阴极板垢以提供微小晶核增加结晶比表面积，虽在一定程度上提高了电能的利用率，但其电能利用率依旧偏低，一是增加了阴极动力旋转部分的电耗，二是由于其辅助电极接正电且在阴极室内，其表面必定会析氧(氯)而产生H+，可消耗阴极产生的部分OH-而导致电能利用率降低，另外其在后续工艺中提及需添加絮凝剂造成二次污染及处理成本的增加，另外其设备内腔底部没有隔膜将阴阳两室分开，而其实施例中阳极室酸性水一直往复循环部分H+必会进入阴极室，也会降低电能的利用率。生活中大部分水体都是硬水即碱度小于硬度(等同于重碳酸根的含量低于钙镁量)，故在不补加二氧化碳的情况下不能完全消除硬度。专利CN106277369A虽也提及阴阳极间加隔膜，但同样要求阴极室出水口需连接一外部结晶器诱发结晶，结晶器体积庞大且时效性低，因无二氧化碳的补给同样存在硬度水条件下不能完全消除硬度达到彻底软化水的目的。
发明内容
本发明的第一目的是提供了一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，向电解槽中通入电流，使得阴极室内形成强碱性区域，利用电解产生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶体，与Mg2+生成Mg(OH)2晶体，并随着电解的进行，阴极室pH值增大，碳酸钙晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，使得过饱和的CaCO3和Mg(OH)2悬浮液高效自发结晶，避免了诱发结晶和外加絮凝剂而带来的二次污染，减少了工序步骤，而且时间上也快很多，投资少、设备占用空间也少，处理能力大。
本发明的第二目的是提供了一种利用上述高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法软化硬水的装置及其系统，向电解槽中通入电流，使得阴极室内形成强碱性区域，利用电解产生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶体，与Mg2+生成Mg(OH)2晶体，并随着电解的进行，阴极室pH值增大，CaCO3晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，使得过饱和的CaCO3和Mg(OH)2悬浮液高效自发结晶，避免了诱发结晶和外加絮凝剂而带来的二次污染，减少了工序步骤，而且时间上也快很多，投资少、设备占用空间也少，处理能力大。
本发明的技术方案如下：
一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，包括以下步骤：
(1)通过隔膜或细孔板将电解槽分隔成阳极室和阴极室，并将阳极板和阴极板分别置于阳极室和阴极室中;
(2)通一电流，所述的电流根据I≥1.01Qη(M+2M2)计算得到，其中，I为电极板的电流，单位：A;η为目标软化率，单位：1;Q为阴极室的水流量，单位：L/s;当M0>M1时，M=M0;当M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时，M=2M1-M0;M0为待软化水的碱度，单位：mgCaCO3/L;M1为待软化水的钙硬度，单位：mgCaCO3/L;M2为待软化水的镁硬度，单位：mgCaCO3/L;
(3)待软化的水流经阴极室，通电后，在阴极室内形成强碱性区域，体系pH≥10，电解产生的OH-，与HCO3-反应生成CO32-，然后与水体中的Ca2+结合生成CaCO3晶体;与Mg2+结合生成Mg(OH)2晶体，且随电解的进行阴极室pH值的增大，CaCO3晶体的zeta电位降低，晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，随高速水流流出阴极室的过饱和CaCO3和Mg(OH)2悬浮液以此晶核为生长点并迅速成长，实现自发结晶，生成为肉眼可见的固体颗粒物，悬浮于水中，再进行沉降或过滤，即完成软化。
优选为，还包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时，向阴极液中通入足量空气或二氧化碳。
优选为，常温常压下通入空气的流量根据Q1=0.61Q(M1-M0)计算得到，其中，Q1为向阴极室通入空气的流量，单位：L/s。
优选为，常温常压下通入CO2的流量根据Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4计算得到，其中，Q0为向阴极室通入CO2的流量，单位：L/s。
优选为，所述的阳极板为碳电极、贵金属电极或钛基金属氧化物电极中的一种;所述的阴极板为不锈钢、铸铁、石墨、铝或铜等定型导电材料中的一种。
优选为，所述的隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜、双极膜、石棉纤维膜、无纺布、化纤滤布或陶瓷隔膜中的一种;所述的细孔隔板为带有微小细孔且不影响导电的塑料薄板，如聚四氟乙烯塑料薄板。
本发明还公开了一种利用上述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法软化硬水的装置。
优选为，至少在所述的阴极室的两端分别设有进水口和出水口，在所述的进水口上设有空气或二氧化碳补气口，在所述的出水口上连有过滤器或沉降池。
优选为，在所述的出水口与所述的过滤器或沉降池之间设有第一气液分离器，用来收集绿色能源—氢气。
本发明还公开了一种软化硬水的系统，将若干个上述的电解槽并联、串联或串并复合连接，且在阴极室出水口的汇集处设有第二气液分离器，用来收集绿色能源—氢气。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
一、本发明的一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，通过I≥1.01Qη(M+2M2)计算出一适宜电流，使得阴极室内形成强碱性区域，体系pH≥10，利用电解产生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶体，与Mg2+生成Mg(OH)2晶体，并随着电解的进行，阴极室pH值增大，CaCO3晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，流出阴极室的过饱和悬浮液以此晶核为生长点高效自发结晶，实现将水中大部分或全部钙镁离子一次性除去，且在阴极板上不会附着水垢，无需诱发结晶和外加絮凝剂，避免了二次污染，减少了工序步骤，具有软化效率稿，投资少、设备占用空间少，处理能力大等优点;
二、本发明的一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，还根据Q1=0.61Q(M1-M0)计算通入空气的流量和根据Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4计算通入二氧化碳的流量，以提供足够量的HCO3-，达到所需软化率;
三、本发明的一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，根据通入电流的计算公式和通入空气或二氧化碳的计算公式，计算出电流值及通入空气或二氧化碳的速率，便于实现数控化和自动化，使用清洁电能作为唯一的“处理剂”，无色环保无污染。

J. 电热水器中“镁棒除垢”是什么原理

镁棒又称阳极棒，它的主要成份是镁。在热水器内胆里面，它和内胆（主要成份是铁）同时与水接触，由于化学原理而形成原电池。由于内胆里的水不是纯净的水，总含有各种各样的杂质并具有一定的腐蚀性，当水温超过40。C时，就会产生水垢。如果没有阳极镁棒，内胆就被腐蚀。铁和镁都可以溶于水，但镁比铁更活泼，更容易成为镁离子（Mg2+），因而镁先被溶解在水中。此时，镁脱离镁棒与氧结合，腐蚀过程结束。换句话说，镁棒被腐蚀，而内胆完好无缺。