一种除垢除氯的组合式电化学系统的制作方法

本实用新型涉及水处理领域，尤其涉及一种除垢除氯的组合式电化学系统。

背景技术：

循环冷却水系统的稳定运行对于保证企业安全稳定生产具有十分重要的意义。现有循环冷却水系统存在的主要问题在于换热器及管路系统中的水垢沉积、腐蚀及菌藻滋生。造成水垢沉积的主要原因是循环水中钙镁离子的沉淀，造成腐蚀问题的主要原因就是循环水中存在的氯离子。现有的解决方案当中，只有化学药剂法能够通过多种药剂复配的方式同时完成防止结垢和控制腐蚀的功能。其它诸多方法，如清洗法、电化学法、超声波法、高压静电阻垢技术、磁化及电磁处理法等，都无法满足同时控制结垢和腐蚀的要求。

电化学法作为一种主动式的水垢去除技术，目前已经在工业中得到一定程度的应用和推广，实践效果表明该技术能够较为彻底的去除循环冷却水系统中的成垢离子，较好的控制循环水的结垢趋势。但是，由于有氯离子的存在，使得循环冷却水的浓缩倍数不能无限制提高，否则会造成换热器及管路系统的腐蚀。现有的处理方式只能是通过排水来控制循环水中的氯离子浓度，这样既造成水资源的浪费，又给环境带来较大的风险。

事实上，氯离子在电化学反应器中会于阳极表面发生电化学反应，转变为氯气。由于氯气能够较快与水发生反应生成活性氯，使得氯离子又一次回到循环水中。如果能够对电化学反应器进行适当设计，提供一种供氯气从水中析出的环境，则能够较好的去除循环水中的氯离子，由此可以进一步提高循环水浓缩倍数，起到节水减排的效果。

技术实现要素：

实用新型的目的：为了提供一种效果更好的除垢除氯的组合式电化学系统以及处理方法

，具体目的见具体实施部分的多个实质技术效果。

为了达到如上目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种除垢除氯的组合式电化学系统，其特征在于，电化学系统包含电化学反应器，所述的电化学反应器为开放式电化学反应器，电化学反应器为电化学水垢去除反应器，在电化学反应器上方包含引风结构，引风结构构建负压形成模块，即在电化学反应器上包含尺寸大于电化学反应器的气体收集罩，还包含导向管，导向管上包含引风机，引风机能够对电化学反应器产生的气体进行导向。

本实用新型进一步技术方案在于，所述的导向管通入气体后处理容器，所述的气体后处理容器上包含排气管。

本实用新型进一步技术方案在于，所述的电化学反应器包含进水管和出水管。

一种除垢除氯的组合式电化学处理方法，其特征在于，利用如上任意一项所述的组合式电化学系统，包含如下步骤，

当电化学反应器开始正常运行时，水垢通过阴极反应去除，氯气在阳极产生；引风机开启后，在电化学反应器上部区域形成负压区，使得液面之上的氯气分压明显低于液相中，使得水中部分氯气来不及与水进行反应而从水中析出，进而使得水中氯离子含量降低；

在电化学反应器外部设置气体后处理模块，并与负压形成模块相连，主要用于将从电化学反应器中抽取的气体进行无害化处理或资源化处理。

本实用新型进一步技术方案在于，所述的无害化处理是指用氢氧化钠溶液或者石灰水和氯气反应；资源化处理是指填充氯化亚铁溶液通过与氯气的反应形成三氯化铁即聚合氯化铁用作水处理絮凝剂。

采用如上技术方案的本实用新型，相对于现有技术有如下有益效果：利用现有电化学水垢去除反应器，通过加装负压形成模块及气体后处理模块，能够较好的去除循环水中的氯离子，在减少水垢沉积及控制腐蚀的前提下，提高循环水的浓缩倍数，减少外排污水量，起到节水减排的效果，为企业带来节能效益。

附图说明

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图进一步进行说明：

图1为本实用新型系统装置示意图；

其中：1.进水管；2.电化学反应器；3.收集罩；4.引风机；5.导向管；6.气体后处理容器；7.排气管；8.出水管。

本附图为本装置主要部件组成的示意图，不代表本实用新型的外形尺寸、连接方式、装配形式、位置关系等，图示省略了部分手动阀门、管件等。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。

本专利提供多种并列方案，不同表述之处，属于基于基本方案的改进型方案或者是并列型方案。每种方案都有自己的独特特点。

(1)该组合式电化学系统的核心模块采用与电化学水垢去除技术一样的电化学处理模块。

(2)在上述电化学处理模块的的上部，构建负压形成模块，即：加装口径略大于反应器上部尺寸的气体收集罩，并加装引风机与配套管道。当电化学反应器开始正常运行时，水垢通过阴极反应去除，氯气在阳极产生。引风机开启后，在电化学反应器上部区域形成负压区，使得液面之上的氯气分压明显低于液相中，使得水中部分氯气来不及与水进行反应而从水中析出，进而使得水中氯离子含量降低。

(3)在电化学反应器外部设置气体后处理模块，并与负压形成模块相连，主要用于将从电化学反应器中抽取的气体进行无害化(或资源化)处理。

上述技术方案的示意图如附图1所示。

进一步的，该组合式电化学系统的核心模块为敞口式电化学水垢去除反应器，主要包含：电化学反应器、配套电源、配套连接管路、配套水垢清理系统。

进一步的，负压形成模块包含：收集罩、引风机及配套的管道。考虑到气体中含有水蒸气及一定量的氯气，负压形成模块的收集罩及管道需要做防腐蚀处理，引风机需要选择防腐蚀及防爆型的风机。

进一步的，气体后处理模块中需要填充能够与氯气快速反应的液体，保证对氯气的高效、完全吸收。如果做无害化处理，则可以填充氢氧化钠溶液等；如果做资源化处理，则可以填充氯化亚铁溶液等，通过与氯气的反应形成三氯化铁(聚合氯化铁)，用作水处理絮凝剂。

实施例1：在现有敞口式电化学反应器的上部，加装负压形成模块及气体后处理模块。当电化学反应器开始正常运行时，其去除水垢功能正常保留，除氯功能由于负压的存在而显现出来。当循环水中氯离子浓度在120mg/L时，电化学反应器阳极电流密度为5.0mA/cm²时，水力停留时间为1min，单次通水除氯效率为5％，即循环水通过处理系统后，氯离子浓度降低至114mg/L。

实施例2：处理方式同实施例1。当循环水中氯离子浓度在120mg/L时，电化学反应器阳极电流密度为5.0mA/cm²时，水力停留时间为5min，单次通水除氯效率为15％，即循环水通过处理系统后，氯离子浓度降低至102mg/L。

实施例3：处理方式同实施例1。当循环水中氯离子浓度在300mg/L时，电化学反应器阳极电流密度为5.0mA/cm²时，水力停留时间为5min，单次通水除氯效率为11％，即循环水通过处理系统后，氯离子浓度降低至267mg/L。

开创性地，以上各个效果独立存在，还能用一套结构完成上述结果的结合。

需要说明的是，本专利提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不相互制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互组合，达到多个效果共同实现。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的范围内。