一种非药剂型循环冷却水综合处理装置及方法
【专利说明】一种非药剂型循环冷却水综合处理装置及方法
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技术领域
[0002]本发明属于工业水处理技术领域，具体是涉及一种非药剂型循环冷却水综合处理装置及方法。
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【背景技术】
[0004]工业循环冷却水在石化、能源、冶金、电力等行业是普遍又重要的生产要素，在工业用水中占比达到80%左右，已成为企业资源消耗和运行成本的重要因素。在传统工业循环冷却水处理过程中，一直以添加化学药剂处理为主要手段。而添加化学药剂给循环冷却水系统带来了新的污染，定期清洗换热器不仅影响系统稳定，还会产生新的污染源。通过加药和定期清洗的方式即使暂时解决了循环冷却水系统的问题，长期来看依然风险很高，由于循环冷却水系统不稳定导致的结垢、腐蚀穿孔、高能耗、环境污染等问题导致的财产损失和严重事故比比皆是，触目惊心。
[0005]目前工业循环水处理面对五大困扰:(1)结垢和生物粘泥造成系统堵塞和换热效率下降导致的能源损失。(2)大量排污造成的水资源浪费。(3)腐蚀导致换热器和管线渗漏和安全事故。(4)添加化学药剂带来的环境污染和高昂的药剂成本。(5)定期清洗导致的生产波动和高额清洗费用。
[0006]随着国家可持续发展需求，对工业循环冷却水的处理和排放要求越来越高，显然以化学药剂作为循环冷却水处理主要手段的传统方法会越来越受到限制，处理成本也会越来越高。工业循环冷却水处理需要一种全新的处理方法和理念，以适应现代工业的发展需求。
[0007]
【发明内容】
[0008]本专利发明的目的在于，针对工业循环冷却水目前存在的五大困扰，提出了一种非药剂型循环冷却水综合处理装置及方法，该方法从“除”、“清”、“防”全方位彻底解决循环冷却水系统存在的腐蚀、结垢、生物侵蚀等一系列问题，是一种治标又治本的技术方法。
[0009]本发明通过以下技术方案实现上述目的:
一种非药剂型循环冷却水综合处理装置，包括循环冷却水塔、循环冷却水池、冷却水循环栗、管壳式热交换器、工艺介质入口管线、工艺介质出口管线，关键在于，本发明的冷却水综合处理装置还包括冷却水磁化装置、电化学水处理装置和胶球清洗装置，所述冷却水磁化装置设于所述冷却水循环栗的出口管线上，所述电化学水处理装置以旁路安装的形式位于循环冷却水回水管线和循环冷却水池之间，所述胶球清洗装置设于所述管壳式热交换器的工艺介质入口管线和工艺介质出口管线之间。
[0010]进一步地，所述循环水磁化装置包括磁化环、磁力线、连接法兰和准谐振控制箱。
[0011]进一步地，所述磁化环在准谐振控制箱的控制下所产生的磁场磁通量超过I万高斯。
[0012]进一步地，所述胶球清洗装置包括胶球捕捉器、胶球清洗器、胶球发射器和胶球。
[0013]进一步地，所述胶球捕捉器设于管壳式热交换器与胶球清洗器之间，所述胶球清洗器通过胶球捕捉器与胶球发射器连接。
[0014]进一步地，所述胶球经过胶球发射器发射进入换热器的工艺介质入口管线，胶球捕集器从管壳式热交换器的工艺介质出口管线回收胶球。
[0015]进一步地，所述胶球是可塑变形的且内径比换热管稍大。
[0016]进一步地，所述电化学水处理装置具有平行安装的电极板，所述电极板能够在低电压下产生电流密度超过ΙΟΟΑ/m2的电流场。
[0017]进一步地，在所述电极板的阴极上设有刮刀。
[0018]一种采用前述非药剂型循环冷却水综合处理装置进行循环冷却水综合处理的方法，关键在于，所述方法包括以下环节:
1)、所述冷却水循环栗从循环冷却水池中抽取冷却水，使所述冷却水以超过0.5m/s的流速通过冷却水磁化装置，使冷却水被磁化，磁化后的冷却水流经循环冷却水系统中的各个环节，使磁化水的效能得到充分释放；
2)、从循环冷却水池中抽取的冷却水流过管壳式热交换器完成换热过程后，会通过循环冷却水回水管线输送至循环冷却水塔进行冷却，所述电化学水处理装置以旁路安装的形式将部分冷却循环水从循环冷却水回水管线引出，经过电化学的过程，实现定点结垢和定点除垢和产生强氧化剂实现杀菌灭藻；
3)、所述胶球清洗装置是专门针对冷却水磁化装置和所述电化学水处理装置效能无法达到的管程污垢清理，其过程是将胶球定时发送到工艺介质入口管线，所述胶球将会随着工艺介质流入换热管，由于胶球比换热管内径稍大且具有可塑变形的特性，当流过换热管时就会刮掉其内壁的污垢沉淀，完成换热管的清理过程。
[0019]进一步地，所述电化学水处理装置(11)、冷却水磁化装置(4 )和胶球清洗装置(6 )相互配合、相辅相成，形成一种“除”、“清”、“防”相结合的系统，全方位解决循环冷却水系统存在的腐蚀、结垢、生物侵蚀等一系列问题。
[0020]与现有技术相比，本发明的有益技术效果是:1)有效的解决了循环冷却水处理过程中产生的结垢和生物粘泥造成的系统堵塞问题，极大地提高了系统的稳定性；2)避免了通过添加化学药剂进行循环冷却水处理所带来的高污染和高昂的药剂成本，是一种环境友好型处理方法；3)省去了现有循环冷却水处理方法中需定期清洗导致的生产波动和高额清洗费用；4)可有效防止因腐蚀导致换热器和管线渗漏产生的安全事故。
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【附图说明】
[0022]图1为本发明循环冷却水综合处理装置的结构示意图；
图2为本发明的冷却水磁化装置结构示意图。
[0023] 图中:
1、冷却水塔2、冷却水池3、冷却水循环栗
4、冷却水磁化装置5、管壳式热交换器 6、胶球清洗装置
7、胶球捕捉器8、胶球清洗器9、胶球发射器
10、胶球11、电化学水处理装置12、电化学水处理排渣
13、工艺介质出口管线 14、工艺介质入口管线15、补水
16、循环水蒸发17、循环水风吹损失 18、循环水排污
19、循环冷却水回水管 20、电化学水处理装置出水
21、磁化环22、磁力线23、连接法兰 24、准谐振控制箱
【具体实施方式】
[0024]下面将结合附图，进一步详细说明本发明的【具体实施方式】。
[0025]请参考图1、图2，循环冷却水系统的一般运行过程如下:冷却水循环栗(3)抽取冷却水池(2)中的水输送至管壳式热交换器(5)，与从换热工艺管线(14)来的工艺介质进行热交换后再回到冷却水塔(I)，就此冷却水完成一个循环过程。在这个过程中，循环冷却水由于蒸发(16)和风吹(17)会损失部分冷却水，且由于蒸发(16)，冷却水会逐渐浓缩而造成离子浓度上升，为了维持循环冷却水离子浓度的平衡，因此需要进行排污(18)和补充低离子浓度的补充水(15)。在这个过程中，传统的循环冷却水处理方法是采用排污(18)维持离子平衡，采用注入化学药剂实现阻垢、缓蚀和杀菌灭藻目的。
[0026]在上述过程中，按照本发明提出的综合处理装置及方法，在循环水系统的回水管路(19)上，以旁路安装的方式，安装电化学水处理装置(11)。电化学水处理主要是利用水及水中矿物质的电化学特性，通过电化学来调节水中矿物质平衡，从而达到去除结垢物质、防腐和防治微生物的目的，是一种环境友好型的循环冷却水处理技术。本发明电化学水处理装置具有平行安装的电极板，电极板能够在低电压下产生电流密度超过ΙΟΟΑ/m2的电流场，当循环水流过这些平行安装的电极板时，在阳极区域产生次氯酸、双氧水等具有杀菌灭藻的强氧化剂，在阴极板上会形成碳酸钙、碳酸镁等结晶物质，并通过阴极刮刀定时刮掉极板上沉积的垢质，从而实现了电化学水处理装置定点结垢定点除垢、杀菌灭藻的功能。电化学水处理装置(11)的作用过程如下:电源给阳极供电，这样在阴极附近就会形成高浓度的氢氧根离子，在这种高PH值(PH值可高达13)的环境下，易结垢的矿物质就会在阴极区域从水中析出并结垢。而在阳极侧由于电流的作用会析出氧、氯分