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在石油化工、电力、钢铁、冶金等行业,循环冷却水的用量占企业用水总量的50 %～ 90 %。据《2007 —2008 年中国火电行业投资及竞争分析研究报告》的数据,截至2006 年底,全国火力发电装机容量4 亿kW ,循环水量9 681 万m3 。因此全国电厂循环水的排污量约在每年34. 55 亿m3 。近十年来,循环水的防腐防垢工作是在稳定循环水处理技术的同时,努力提高其浓缩倍数,通过采用新型有效的稳定剂,使碳酸盐垢和微生物粘泥得到有效的控制。
但难以从根本上解决盐浓缩引起的各种问题,且投加各种水处理剂的操作系统复杂、药剂费用高,使循环水的总体浓缩倍数不高、运行管理成本很高。近年来,国内外出现了膜处理,高频、射频,臭氧氧化电子水处理等方法,各有其优缺点,本文重点介绍极化水处理装置在电厂循环水系统中的应用。
1 循环水极化水处理系统概述
1. 1 工作原理
(1) 防垢除垢原理。用水设备内壁的水垢形成主要是由于水中含有硫酸盐和碳酸盐所致。这类盐溶于水中,电离形成Ca2 + 、Mg2 + 等阳离子和CO2 -3 、SO2 -4 等阴离子,输水管道或用水设备外壳接地,形成阴极,将吸引阳离子趋向器壁。在受热条件下,聚集在器壁的阴、阳离子化合,形成结晶沉淀附于器壁,形成水垢。试验表明,经过极化处理后,水中将释放少量活性氧。对于无垢的新系统来说,释放的活性氧将在器壁生成一层氧化膜,防止腐蚀。对于已经结垢的系统,释放的活性氧将破坏垢分子之间的电子结合力,改变其晶子结构,使坚硬的垢变为疏散软垢,加之通过极化处理,水分子的偶极矩增大,它与盐类的正、负离子的水合作用和水合能力随之加大,从而加大了水垢的溶解度,加快了水垢的溶解速度,使积垢逐渐剥离,从而具有了阻垢、溶垢的作用。
(2) 杀菌、灭藻原理。补充水进入循环水系统,在冷却塔内的喷淋曝气过程中,空气中的氧大量进入,形成水中的溶解氧,水中的溶解氧在极化电场的作用下释放出活性氧自由基,如O-2 、H2O2 、OH- 、O3 等,它们与蛋白质相结合,破坏细胞呼吸不可缺少的还原酶的活性,从而达到杀菌、灭藻的目的。
(3) 缓蚀原理。在循环水系统中,造成设备腐蚀的主要因素有氧化腐蚀、生物腐蚀、氯根腐蚀和电化学腐蚀。极化水处理器具有显著的杀菌、灭藻作用,由于水中菌藻被杀灭,生物腐蚀得到有效抑制;经过极化处理后,水中将释放少量活性氧。在器壁生成一层氧化膜,有缓解氧化腐蚀的作用。但对氯根腐蚀和电化学腐蚀无明显作用。 |
