[發明專利]一種基于振動強化倒極脫垢的電化學除硬裝置及方法

在審

• 申請號: 202011068235.6
• 申請日: 2020-10-08
• 公開（公告）號: CN112268483A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 朱田震;姚光源;陶蕾;于德澤;何愛珍;趙新星
• 申請（專利權）人: 中海油天津化工研究設計院有限公司;中海油能源發展股份有限公司
• 主分類號: F28G7/00
• 分類號: F28G7/00;F28G9/00;F28G15/00;C02F9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于振動強化倒極脫垢的電化學除硬裝置，其特征在于，所述的電化學除硬裝置包括依次連接的電解裝置、過濾罐和緩沖罐單元，其中所述的電解裝置的下部設置有原水進水口與原水進水管相連，頂部或側面或其他靠近電解裝置電極區的部位設置有振動發生器，底部設置有排渣口，所述的電解裝置、過濾罐和緩沖罐各單元進出口設置為下進上出；運行時含硬水質從排渣口上方電解裝置電極區下方反向折流，經電化學處理后進入所述過濾罐、緩沖罐，得到低硬度出水；

所述的電解裝置自頂部至底部依次包括電極區、布水區和排渣區，所述的電極區頂部固定并均勻分布有板式、絲束式或其他形式的陰、陽極，所述的陰極與陽極邊緣間距大于6mm，其中所述的陰極材質為鈦或者其合金、或者其他閥型金屬或合金，且陰極壁面平滑。

2.根據權利要求1所述的電化學除硬裝置，其特征在于，所述的陽極為石墨、鉛合金、鈦基貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極。

3.根據權利要求1所述的電化學除硬裝置，其特征在于，所述的陰極任意面與水平面垂直或與水平面夾角為60-90度。

4.根據權利要求1所述的電化學除硬裝置，其特征在于，所述的電解裝置內陰、陽極按陰極和陽極面積比在4到100之間均勻布局。

5.根據權利要求1所述的電化學除硬裝置，其特征在于，所述電極區固定陰、陽極板的固定裝置為設置在電解裝置頂部的鈦集流板。

6.根據權利要求1所述的電化學除硬裝置，其特征在于，所述的電解裝置、過濾罐和緩沖罐各單元采用自動控制或半自動控制；所述自動控制優選包括信號輸入單元、現場數據處理單元、遠程數據處理單元及信號輸出單元。

7.根據權利要求1所述的電化學除硬裝置，其特征在于，所述布水室內原水進水管管口朝向排渣區，使進水折返緩沖后向上方均勻流入電極區；進水管數量根據電解裝置大小可設置多支并均勻分布，且進水管邊緣間距大于50mm；每支進水管上可均勻設置多個出水口。

8.根據權利要求1所述的電化學除硬裝置，其特征在于，所述排渣區和布水區通過窄管連通，窄管內徑大于40mm；所述布水區呈倒錐子形；所述布水區原水進水管管口朝向排渣口，使進水折返緩沖后向上方均勻流入電極區。

9.根據權利要求1所述的電化學除硬裝置，其特征在于，所述的電解裝置、過濾罐和緩沖罐各單元中殼體或殼體內壁采用耐氧化、耐壓的工程塑料。

10.根據權利要求1所述的電化學除硬裝置，其特征在于，所述的振動發生器為機械振動發生器或超聲振動發生器。

11.一種采用權利要求1所述的電化學除硬裝置處理含硬水過程中自脫垢的方法，其特征在于，包括如下步驟：含硬水經原水進水管進入所述電化學除硬裝置的電解裝置，經電化學除硬處理后進入所述過濾罐、緩沖罐，各單元水流方向均是下進上出，得到低硬度出水；

當所述的電化學除硬裝置運行過程中陰極電流密度大于5A/m²，沉積垢層厚度大于0.3mm，或者相同水質條件、恒定電流條件下設備槽壓升高10％到20％后，電化學倒極和振動開始交替運行，“倒極→振動”為一個周期，所述的電化學倒極和振動的循環周期數大于4，直到電化學除硬性能恢復到或接近初始水平后停止；其中：

在電化學倒極過程中，相對陰極面積，電流密度控制在5～40A/m²，每次倒極時間控制在2～8min；在振動過程中，振動強度、振動時長及振動發生器布置數量均根據電化學除硬裝置內電極布置規模來確定，控制進水保持超低流量或者停止進水。

12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，所述的在電化學除硬階段，采用周期性暫停電解并降低進水流量后，單獨啟動振動發生器2-8min，以脫除電極壁面疏松垢層。