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鞍山市博鑫科技有限公司
静电场防垢除垢节能技术
1、概述:
在冶金钢铁行业中,水的大量使用并且水溶液在换热设备进行热
交换过程中,由于水份不断蒸发,在溶质浓度增加的同时,溶解于溶
液中的杂质的浓度不断增加,当杂质浓度超过它本身的溶解度而达到
饱和状态时便会生成沉淀物析出,这些沉淀物有的成微粒浮于溶液
中,大部分则附着于换热设备表面上而形成积垢。积垢是一种导热能
力很低的物质,为了清除积垢,就必须停止正常生产,对换热设备进
行清洗,不可避免地使生产能力下降。换热设备结垢不仅影响热能利
用和生产的正常运转,而且会增加生产成本。锅炉受热面的结垢会恶
化传热过程,降低锅炉效率,严重的还会导致锅炉爆炸事故。
为了防除积垢,人们采用了多种方法,目前普遍采用化学法或化
学与机械相结合的防除积垢措施,此法对设备腐蚀性强,且消耗高,
劳动强度大,辅助时间长,操作麻烦,污染介质与环境。后来采用高
压喷射法清除积垢,也只是治标不治本,仍存在劳动强度大,操作不
安全,设备摩损等弊病。
2、静电场处理水的工作原理:
20世纪90年代初,国外报道了有关静电场处理水的理论,是当
今世界水处理领域的最新成果,是一项高新技术,尽管在我国也是处
于刚起步阶段,但目前已取得较好的效果。
静电场水处理器主要由静电棒、高压静电发生器等组成。它的工作电
源为220V工频电源,功率为7~10W,可调,产生的7500~12000V
高压静电输送到静电棒上,从而在水中产生高压静电场,使水分子排
列结构发生变化,产生防垢、除垢、杀菌、灭藻的效果。其具体工作
原理是:
水溶液经过静电场、电磁场、微电流处理后水的化学结构虽不发
生变化,但某些物理性质如电导率、溶解氧、凝滞力、表面张力等都
会发生变化,这种水被称为离子水。与普通水相比极性增强,处于更
高的能量状态,离子水中的多数水分子由普通的链状变成单个游离状
态,这种状态下的水分子可以包围在溶液中正负离子周围,有效阻挡
钙、镁离子与酸根离子的结合,从根本上消除用水设备中的水垢的生
长环境,起到防垢、除垢的作用。
由于水分子中氧离子的电负性大于氢离子,氧离子带负电荷,氢
离子带正电荷,共用电子对偏向氧离子。所以,水分子是一个极性分
子,在静电学中称之为电偶极子。从静电场理论和实验可知,在电场
极化下,每个水分子都将受到力矩的作用,使水分子电矩转向外电场
方向,将定向地按正负极顺序一致整齐排列。
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/管壁
OHOH
22
OHOH
22
OHOH
22
MgOHOHOH
222
OH
2
HOOOHH
222
OOHH
22
OH
2
OOHOHH
222
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管壁
当水中含有钙镁离子和其它重金属盐离子时,在静电场作用下,
这些离子将被水偶极子所包围,也按一定的规律整齐排列,使之不能
自由运动,隔离了溶解的钙镁离子与设备及管网的接触,从而达到了
阻垢防垢的目的。特别指出的是:因水分子是极性分子,是电偶极子,
通过电场的作用使水分子的偶极距增加,改变了水的整体结构,增加
了盐类的溶解度。消退流动液体(循环水)离开电场再靠近器壁时,
由于电偶极子的正端距器壁更近,据库仑定律,引力与距离成反比。
所以,电偶极子的正极比盐类离子更容易吸附在器壁上,从而防止水
垢的产生。
经静电场处理后的水,含有微量的臭,氧它的氧化性很强,能起
杀菌灭藻的作用,可替代氯气净水,在金属表面氧化后形成一种保护
膜,有一定的防腐蚀效果,对已有的水垢,能破坏分子间的结合力,
从而促进硬垢变松,最后脱落,增加传热、制冷效果。减小管道阻力,
从而可节约能源,延长设备运行时间,降低设备事故,减少维护量。
另外,对闭路循环水来说,随着天气变化和系统中热量的散发,
有一部分水要蒸发,只要使再补给的生水通过静电棒产生的电场即
可,不必担心产生新的水垢。随着时间的推移和新水的加入,钙镁离
子及重金属盐离子的浓度会越来越高,因循环水都要经过静电场,随
着离子浓度的增加,会形成絮状物和不在管道内循环,可在主管道上
适当分流一部分水进行过滤,然后又返回水池,这样循环过滤,从而
便水质稳定。对过滤器一般半月反冲洗半小时就可满足要求,在实际
使用过程中,静电场水垢处理器收到了比预期还要好的效果,在电场
中形成的偶极团,离开电场150M后还保持原状,完全控制了水换热
设备中的不垢沉积。不但如此,以前沉积的水垢也会陆续大片剥下来。
3、结语:
静电场水垢处理器有广泛的实用价值。与原有软化系统相比,它
具有体积小、操作简单、安装方便等特点,在冶金钢铁行业中有十分
广阔使用前景。