[發明專利]一種二氧化碳曝氣電化學除垢裝置及方法

在審

• 申請號: 201910448030.1
• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110054258A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 余智勇;張暢;任志博;王廣;郜時旺;劉練波
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: C02F1/46
• 分類號: C02F1/46
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發明公開的一種二氧化碳曝氣電化學除垢裝置及方法，屬于水處理技術領域。包括反應器筒體、若干陰極板、若干陽極板、超聲清洗器和曝氣管；通過曝氣管在持續水處理過程中通入二氧化碳進行曝氣，一方面補充了水體中的碳酸根離子，促進了鈣離子的進一步去除；另一方面促進了極板附近的離子遷移和化學反應；同時，曝氣作用延緩了結垢物質在極板表面的沉積，與超聲清洗器共同作用，可以達到清洗極板的目的。該裝置結構設計合理，解決了持續水處理過程中水體堿度下降造成的硬度離子去除率下降的問題，提高了電化學的除垢效率。

技術領域

本發明屬于水處理技術領域，具體涉及一種二氧化碳曝氣電化學除垢裝置及方法。

背景技術

工業循環冷卻水在使用過程中存在結垢問題，影響設備換熱效率，通常采用投加阻垢劑的方式以控制鈣、鎂硬度離子的結垢傾向。但是，投加阻垢劑會帶來二次污染，且硬度離子依然存在于水體中，存在一定風險。電化學方法能夠通過陰極的原位反應產生強堿性環境，實現循環水中鈣、鎂等硬度離子的沉淀，是一種很有潛力的循環水除垢技術。然而，已有的電化學除垢裝置未考慮持續水處理過程中，水體堿度下降造成的硬度離子去除率下降，電化學的除垢效率有待進一步提升。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種二氧化碳曝氣電化學除垢裝置及方法，提高了持續水處理過程中硬度離子的去除率和電化學的除垢效率。

本發明通過以下技術方案來實現：

本發明公開了一種二氧化碳曝氣電化學除垢裝置，包括反應器筒體、若干陰極板、若干陽極板和曝氣管；反應器筒體內部設有超聲清洗器，反應器筒體下部設有排污管，反應器筒體上設有進水管和出水管，進水管和出水管與反應器筒體內部連通；陰極板和陽極板設在反應器筒體內部，陰極板和陽極板分別連接有電流控制器；曝氣管一端伸入反應器筒體內部，另一端與外部二氧化碳氣源連接。

優選地，反應器筒體上設有若干電極接線柱，陰極板和陽極板分別與對應的電極接線柱連接，若干電極接線柱與電流控制器連接；若干陰極板和若干陽極板平行交替布置，且陰極板的數量＝陽極板的數量+1。

優選地，曝氣管的出氣孔設在陰極板的下方。

優選地，曝氣管為微孔曝氣管。

優選地，超聲清洗器的發聲平面與陰極板和陽極板的極板平面垂直。

優選地，反應器筒體的下平面為漏斗式結構，排污管設在漏口處。

優選地，進水管設在反應器筒體下部，出水管設在反應器筒體上部，進水管和出水管在反應器筒體周向上間隔180°設置。

優選地，反應器筒體的材質為不銹鋼，陰極板的材質為不銹鋼、鈦或鎳，陽極板為DSA電極。

本發明還公開了采用上述二氧化碳曝氣電化學除垢裝置進行電化學除垢的方法，包括：將待處理水體由進水管通入反應器筒體，通過電流控制器調整陰極板和陽極板間的電流密度，通過曝氣管向水體通入二氧化碳，經電化學除垢后的水體由出水管排出反應器筒體；超聲清洗器按預定周期進行清洗，結垢物質通過排污管排出反應器筒體。

優選地，陰極板和陽極板間的電流密度為0～20mA/cm²；二氧化碳的曝氣強度為0～2m³/m²·h；超聲清洗器的預定周期為：每隔1～2h，清洗10～20min；每隔2～12h打開排污管排出結垢物質。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：