管式電化學除硬除堿裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及電化學技術(shù)的水處理領(lǐng)域，特別涉及一種管式電化學除硬除堿裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 國際標準水硬度分類以CaCOjf150-200mg/l為中等硬水，大于200mg/l為硬水。
[0003] 在工業(yè)上，硬水在使用、輸送過程中遇到溫度壓力變化時常常會形成結(jié)垢，造成管 道輸送能力下降，換熱設(shè)備效果嚴重下降，或者設(shè)備管道的腐蝕，嚴重時會導致空調(diào)機、制 冷機等生產(chǎn)設(shè)備故障；在使用硬水制備脫鹽水或純水時會造成膜或樹脂等嚴重結(jié)垢，影響 產(chǎn)水率，因此工業(yè)使用時需要對其進行軟化。硬水的軟化一般采用過量投加石灰-蘇打的 方法，使水中的鈣鎂離子與碳酸根、氫氧根結(jié)合生成碳酸鈣、碳酸鎂等的沉淀，再用加酸的 方法降低堿度，恢復(fù)pH值，系統(tǒng)運行成本高且產(chǎn)生的沉淀量非常大，生產(chǎn)運行維護工作量 大。
[0004] 在家庭使用中，硬水不僅使肥皂不能產(chǎn)生泡沫，還會在所洗滌的衣物上沉淀一層 水垢；在燒開水時會在壺底和熱水瓶底部漸漸地結(jié)上一層堅硬的白色水垢。如果這種硬 水使用在鍋爐或蒸汽機車上，會在鍋爐底部和管道壁上形成一層硫酸鈣或二氧化硅的"硬 垢"，或一層碳酸鈣的軟垢，因而使管壁過熱變形，導致鍋爐和管道發(fā)生爆炸的危險。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 為了克服已有【背景技術(shù)】中存在的至少一個問題，本實用新型提出一種結(jié)構(gòu)簡單、 維護方便、水質(zhì)穩(wěn)定、除硬除堿效率高、使用壽命長的管式電化學除硬除堿設(shè)備。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出一種管式電化學除硬除堿裝置，包括電源、裝 置外殼、電極、第一導電桿、第二導電桿、固定凸臺、電極連接件、陰極、陰極連接件，電源位 于所述裝置外殼的外部，且電源的正極和第一導電桿連接，第一導電桿穿過固定凸臺與電 極連接件連接，電極連接件還與電極連接，電源的負極通過第二導電桿與外殼連接。
[0007] 可選的，所述電源為直流或脈沖直流電源。
[0008] 可選的，所述第一導電桿從所述裝置外殼的側(cè)面、頂面或底面穿過所述固定凸臺。
[0009] 可選的，所述電源的電壓為0-36V。
[0010] 可選的，所述裝置外殼的材質(zhì)采用碳鋼或不銹鋼或鈦金屬，所述裝置外殼的形狀 可以做成圓管形或矩形管形，所述裝置外殼的厚度為2-20_。
[0011] 可選的，所述電極采用鈦金屬為基材，表面鍍釕或釕銥或鈦釕或鈦釕銥，所述電極 采用板式或網(wǎng)式，所述電極的厚度介于l-5mm之間。
[0012] 可選的，所述第一導電桿采用鈦金屬或與所述電極相同的材質(zhì)，所述第二導電桿 采用與所述裝置外殼相同的材質(zhì)或與所述第一導電桿相同的材質(zhì)，所述第一導電桿的形狀 可以是圓柱形或方柱形或片形。
[0013] 可選的，所述電極連接件采用鈦金屬或與所述電極相同的材質(zhì)。
[0014] 可選的，所述固定凸臺采用不導電的非金屬材質(zhì)，如塑料。
[0015] 可選的，所述電極可以是一組或多組疊合而成，疊合方式可以是平行或同心，所述 電極之間的距離介于5-200mm之間。
[0016] 本實用新型管式電化學除硬除堿裝置的有益效果主要表現(xiàn)在：本實用新型管式 電化學除硬除堿裝置結(jié)構(gòu)新穎、除硬除堿效果好、無需維護、運行成本低，且投資低、維護簡 單、使用壽命長、無環(huán)境污染，降低水的硬度堿度、提高換熱效率、減少設(shè)備結(jié)垢。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本實用新型電化學除硬除垢設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2是本實用新型電化學除硬除垢設(shè)備的電極第一種形式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖3是本實用新型電化學除硬除垢設(shè)備的電極第二種形式結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型作進一步的描述。
[0021] 本發(fā)明提供一種管式電化學除硬除堿裝置，所述裝置包括電源1、裝置外殼2、電 極3、第一導電桿4、第二導電桿5、固定凸臺6、電極連接件7、陰極8、陰極連接件9,電源1 為直流或脈沖直流電源，電源1的電壓為6-36V，電源1位于裝置外殼2的外部，且電源1的 正極和第一導電桿4連接，第一導電桿4穿過固定凸臺6與電極連接件7連接，電極連接件 7還與電極3連接，電源1的負極通過第二導電桿5與外殼2連接，第一導電桿4從裝置外 殼2的側(cè)面、頂面或底面穿過固定凸臺6,裝置外殼2的材質(zhì)采用碳鋼或不銹鋼或鈦金屬，裝 置外殼2的形狀可以做成圓管形或矩形管形，裝置外殼2的厚度為2-10_，電極3采用鈦 金屬為基材，表面鍍釕或釕銥或鈦釕或鈦釕銥，電極3采用板式或網(wǎng)式，電極3的厚度介于 1-3_之間，第一導電桿4采用鈦金屬或與電極3相同的材質(zhì)，第二導電桿5采用與裝置外 殼2相同的材質(zhì)或與第一導電桿4相同的材質(zhì)，第一導電桿4的形狀可以是圓柱形或方柱 形或片形，電極連接件7采用鈦金屬或與電極3相同的材質(zhì)，固定凸臺6采用不導電的非金 屬材質(zhì)，如塑料，電極3可以是一組或多組疊合而成，疊合方式可以是平行（見圖2)或同心 (見圖3)，電極3之間的距離介于5-200mm之間。
[0022] 電化學除硬除堿設(shè)備的工作原理基于電解理論：
[0023] 硬水中Ca2+、Mg2+-般以Ca(HC0 3)2和Mg(HC03)2的形態(tài)存在，但在電化學反應(yīng)創(chuàng)造 的堿性環(huán)境下HC0 3離子轉(zhuǎn)化為C0 32+，Ca2+、Mg2+等離子會與0H _、C032+形成Mg(OH) 2、CaC03、 MgC03等結(jié)晶析出，硬度降低。
[0024] 在直流或脈沖直流電作用下，電極和外殼之間水溶液中的陽離子和陰離子各自向 和自身極性相反的電極遷移，發(fā)生有電子得失的氧化-還原反應(yīng)：
[0025] 1外殼（陰極）的還原反應(yīng)：陰極通電后釋放電子，陽離子（如H+、Ca 2+、Mg2+)在陰 極和水的界面上發(fā)生電化學反應(yīng)：
[0026] 2H20+2e - 20H-+H2 個
[0027] Mg2++20H-- Mg (OH) 2 I Ksp = 1. 8 X KT11 (Ksp-溶度積常數(shù)）
[0028] 反應(yīng)產(chǎn)生0H-，使界面pH升高，HC03_電離，CO廣增多，發(fā)生如下反應(yīng)：
[0029] HC03 - H ++C032
[0030] Ca2++C032-- CaC03 I Ksp = 2. 8 X 1(T9 (Ksp-溶度積常數(shù)）
[0031] Mg2++C032-- MgC03 I Ksp = 3. 5 X 1(T8 (Ksp-溶度積常數(shù)）
[0032] 處理前后的水質(zhì)見下表（循環(huán)水和噴淋水補水水質(zhì)）：
[0033]
【主權(quán)項】
1. 一種管式電化學除硬除堿裝置，所述裝置包括電源（1)、裝置外殼（2)、電極（3)、第 一導電桿（4)、第二導電桿（5)、固定凸臺（6)、電極連接件（7)、陰極（8)、陰極連接件（9)， 其特征在于：所述電源（1)位于所述裝置外殼（2)的外部，且所述電源（1)的正極和所述第 一導電桿⑷連接，所述第一導電桿⑷穿過所述固定凸臺（6)與所述電極連接件（7)連 接，所述電極連接件（7)還與所述電極（3)連接，所述電源（1)的負極通過所述第二導電桿 (5)與外殼⑵連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式電化學除硬除堿裝置，其特征在于：所述電源（1)為直 流或脈沖直流電源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式電化學除硬除堿裝置，其特征在于：所述第一導電桿（4) 從所述裝置外殼（2)的側(cè)面、頂面或底面穿過所述固定凸臺（6)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式電化學除硬除堿裝置，其特征在于：所述電源（1)的電 壓為6-36V。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式電化學除硬除堿裝置，其特征在于：所述裝置外殼（2) 的材質(zhì)采用碳鋼或不銹鋼或鈦金屬，所述裝置外殼（2)的形狀可以做成圓管形或矩形管 形，所述裝置外殼（2)的厚度為2-10mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式電化學除硬除堿裝置，其特征在于：所述電極（3)采用 鈦金屬為基材，表面鍍釕或釕銥或鈦釕或鈦釕銥，所述電極（3)采用板式或網(wǎng)式，所述電極 ⑶的厚度介于l -5mm之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要1或6所述的管式電化學除硬除堿裝置，其特征在于：所述第一導電桿 (4)采用鈦金屬或與所述電極（3)相同的材質(zhì)，所述第二導電桿（5)采用與所述裝置外殼 (2)相同的材質(zhì)或與所述第一導電桿（4)相同的材質(zhì)，所述第一導電桿（4)的形狀可以是圓 柱形或方柱形或片形。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的管式電化學除硬除堿裝置，其特征在于：所述電極連接 件（7)采用鈦金屬或與所述電極（3)相同的材質(zhì)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式電化學除硬除堿裝置，其特征在于：所述固定凸臺（6) 采用不導電的非金屬材質(zhì)，所述非金屬材質(zhì)為塑料。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的管式電化學除硬除堿裝置，其特征在于：所述電極（3)可 以是一組或多組疊合而成，疊合方式可以是平行或同心，所述電極（3)之間的距離介于 5-200mm 之間。
【專利摘要】本實用新型提供一種管式電化學除硬除堿裝置，所述裝置包括電源(1)、裝置外殼(2)、電極(3)、第一導電桿(4)、第二導電桿(5)、固定凸臺(6)、電極連接件(7)、陰極(8)、陰極連接件(9)，所述電源(1)位于所述裝置外殼(2)的外部，且所述電源(1)的正極和所述第一導電桿(4)連接，所述第一導電桿(4)穿過所述固定凸臺(6)與所述電極連接件(7)連接，所述電極連接件(7)還與所述電極(3)連接，所述電源(1)的負極通過所述第二導電桿(5)與外殼(2)連接。本實用新型投資低、維護簡單、使用壽命長、無環(huán)境污染，降低水的硬度堿度、提高換熱效率、減少設(shè)備結(jié)垢。
【IPC分類】C02F5-00, C02F1-461
【公開號】CN204342531
【申請?zhí)枴緾N201420725166
【發(fā)明人】施杰, 肖丙雁, 秦志浩, 朱力, 王晨晨
【申請人】寶鋼工程技術(shù)集團有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年11月27日