[发明专利]一种电化学除垢器

说明书

本发明公开了一种电化学除垢器，涉及工业循环水处理等领域，解决了现有循环水冷换设备的换热表面水垢沉积问题。该电化学除垢器包括电源系统和工作系统。电源系统为直流源，工作系统主要由平行、紧密、交替排列的阳极和阴极构成。阳极为非牺牲式DSA阳极。阴极为多层不同目数的金属丝网组合在一起，组成阴极的各层网之间用螺栓连接并固定。阴极再生方式采用超声波清洗。本发明采用更为高效、节能的阴极制成电化学除垢器对水中的成垢离子进行去除。常温下工作，除垢效率更高，电极再生周期更长，耗能更小。

技术领域

本发明涉及电化学水处理系统领域，具体来说，是一种电化学除垢器。

背景技术

随着炼油、化工等行业的迅猛发展，工业用水日益紧缺。循环水冷换设备是炼油循环水系统的重要组成部分。但随着装置运行时间的延长，换热器内部结垢问题日益严重，不仅造成能量损失和水资源浪费，还会造成垢下腐蚀，导致生产的非计划停工，物料损失，甚至引起爆炸等恶性事故。由于碳酸钙的溶解度随温度的升高而降低，当循环水流经换热壁面，当温度达到碳酸钙的析出温度，则碳酸钙在换热表面析出形成水垢。现阶段，针对循环水系统主要采用添加阻垢剂的方法来抑制水垢沉积，而电化学除垢方面的理论、技术鲜有报道，其中最为常见的方式是以不锈钢板或设备筒体作为阴极的除垢设备，也有采用离子交换膜将设备分为阳极室和阴极室的除垢器形式。虽然现有的技术手段在一定程度上延缓了设备换热壁面水垢的沉积，但普遍存在除垢速率低、水处理量小、存在极限电流密度、去除单位碳酸钙能耗高、电极再生困难等缺点，针对冷换设备的结垢问题没有给出更为高效、经济的解决办法。

发明内容

为了解决循环水冷换设备换热表面因钙镁盐析出造成的结垢问题，本发明通过改进阴极形式设计一种电化学除垢器，通过降低循环水系统中的硬度和碱度来避免换热表面结垢现象。

本发明实现上述技术效果所采用的技术方案是：

一种电化学除垢器，包括电源系统和工作系统，所述工作系统主要由阳极、阴极组成,所述阴极由多层的不同目数的金属丝网叠放在一起组成,阴级和阳极采用交替的排列方式。

进一步地,在上述技术方案中,所述的电源系统包括直流恒流源或直流恒压源或脉冲直流源。使得工作系统可以在直流的电流状态下稳定工作。

进一步地,在上述技术方案中,所述阴极相邻两层金属丝网的间距为0-3mm。所述金属丝网材质选自不锈钢、碳钢、铜、钛、镍金属或其合金，或表面含有镍基二元、三元、多元合金镀层的不锈钢、碳钢、铜、钛、镍金属或其合金；其合金具体指的是不锈钢、碳钢、铜、钛、镍这些金属中的两种或多种的合金；镀层包括Ni-Mo、Ni-Co、Ni-Sn、Ni-Mo-Co、Ni-Mo-W、Ni-W-Fe-La。阳极采用非牺牲性阳极。

进一步地,在上述技术方案中,所述的组成阴极的金属丝网目数为8目至100目中的一种或多种；所述各层金属丝网目数相同或不完全相同或不同。

进一步地,在上述技术方案中,组成阴极的金属丝网层数为3层至11层中的一种或多种。

进一步地,在上述技术方案中,所述的阴级和阳极的排列方式为平行板式排列或者同心圆筒排列，每层相邻的阴级和阳极之间的间距在2mm至30mm之间。

进一步地,在上述技术方案中,阳极采用钛/铱-钽金属氧化物阳极网或其它非牺牲性阳极。

进一步地,在上述技术方案中,组成阴极的各层金属丝网之间用螺栓或铆钉连接固定。

进一步地,在上述技术方案中,电化学除垢器包括壳体,所述壳体下部设有进水口和排渣口,所述壳体顶部设有排水口。

进一步地,在上述技术方案中,所述壳体内部设有超声装置。

上述电化学除垢装置，所述工作系统在稳定工作状态下，循环水由除垢装置的底部流入，从除垢装置上部的出口流出。