循环冷却水微电解技术及其产业化应用

作     者：王荣君 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡翔;覃事永

授予年度：2016年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：循环冷却水 冷却水 电化学 电解 除垢 

摘      要：本文在前人研究的基础上,先通过实验室的小试对循环冷却水微电解设备的结构、阴极材质以及除垢工艺进行了研究,而后以实验室结论为参考将其放大应用于化工厂的循环冷却水系统中,进一步验证了循环冷却水微电解设备的技术可行性和经济可行性。首先,考察了循环冷却水微电解设备的结构对除垢效果的影响。研究结果表明:循环冷却水微电解设备的结构不同,除垢效率也不同。除垢效率从大到小依次为:阳极涂覆贵金属催化剂层的网状圆筒式循环冷却水微电解除垢设备圆筒式循环冷却水微电解除垢设备板式循环冷却水微电解除垢设备。其次,考察了贵金属网状阳极圆筒式循环冷却水微电解设备的阴极材料对除垢效果的影响,发现分别以碳钢和不锈钢作为阴极,电解72h,除垢效果相近。同时也发现不管阴极是碳钢还是不锈钢材质,其经过浓度为2-10%的硝酸或硫酸浸泡≤60min后,电解时的除垢效果和抗腐蚀性均得到提高。考虑到酸洗效率,优选酸洗浸泡的条件为:硝酸的浓度10%,酸洗的时间20min。在对贵金属网状阳极圆筒式循环冷却水微电解设备除垢工艺方面的研究发现,采用倒极去除循环冷却水微电解设备阴极壁面结垢时,工艺宜选择电流密度为30 A·m-2,除垢时间5-1Omin。最后,将实验室用循环冷却水设备放大后应用于化工厂的循环冷却水系统中,实验结果表明:当循环水量为50m3·h-1时,水流量为25L·min-1,通过循环冷却水设备的循环水量为0.25-2.5m3·h-1时,循环冷却水设备处理后的循环冷却水符合国家循环冷却水使用指标的规定,且微电解过程中,循环冷却水设备运行稳定。换热器的冷却水温差提高3℃以上,换热效率提高,节能效果显著。