[发明专利]去除工业循环水中氯离子的装置和方法

说明书

技术领域

本技术方案涉及水处理技术，尤其是涉及工业循环水领域的循环水中氯离子的去除技术。

背景技术

十三五期间，我国将以提高环境质量为核心，以解决生态环境领域突出问题为重点，加大生态环境保护力度。国家政策对企业工业生产提出了很高的要求，工业用水的循环利用与治理迫在眉睫。

工业用水量约占城市总用水量的70％以上，而加强工业循环冷却水系统的运行于管理，是工业节水的重要措施之一。提高循环水浓缩倍数是目前比较可行和有效地一种节水途径，但在浓缩倍数提高的同时，循环水中各种离子浓度不断上升，特别是氯离子的增加。

氯离子是一种强腐蚀性离子，离子半径小，穿透性强，容易穿过膜层，置换氧原子形成氯化物加速阳极过程的进行，使腐蚀加速，是引起点蚀的主要原因。此外它还能破坏不锈钢和铝等金属或合金表面的钝化膜，引起金属的缝隙腐蚀和应力腐蚀破坏。当前，对氯离子的去除并没有特别有效地方法，如：化学沉淀技术、离子交换技术、传统电解技术等。化学沉淀技术一般采用硝酸银、氯化亚铜法不仅成本高，而且存在二次污染。离子交换技术需要定期更换树脂，增加了成本。传统电解技术因副反应太多而效果不好。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明创造提出了一种新型氯离子电化学去除方法和装置。

一种去除工业循环水中氯离子的装置，包括反应室、控制装置和电源模块；所述反应室上开有进水口、出水口和排污口；

在反应室的顶部装有排气管道，排气管道的排气口连接到氯气收集处理装置，排气管道上装有抽风机；反应室内装有电极组和水位传感器；电极组包括至少1对电极板；进水口、出水口和排污口上都装有电控阀门(例如电磁阀、电动球阀等)；进水口位于反应室的左边，出水口位于反应室右边的上部，排污口位于反应室右边的下部；

所述电极组有至少2组；各组电极组沿水流方向依次放置；

任一电极组有多对相互平行的电极板构成；所述电极板是平板电极；电极板的材质为钛化合物(例如钛的氧化物，可以是二氧化钛等)，在电极板表面覆有活性炭纤维；电极采用碳纤维表面增强的钛电极，钛具有良好的导电性能，碳纤维相对面积大，两者结合后增加了电极与原水间的相对接触面积，提升电解效率。

平板电极与水流方向平行；

电极板的厚度L1为3mm≤L1≤3.6mm；

活性炭纤维层的厚度L2为0.053mm≤L2≤0.058mm；

电极板的面积S为0.6平方米≤S≤1.4平方米；

任一对电极板的间距d的范围为：6mm＜d≤10mm；

任一个电极组的电极板数量n为：12对≤n＜50对，或者是50对＜n≤72对；

任一对电极板之间设有绝缘材料填充层；绝缘材料填充层的厚度D的范围为：1.8mm≤D＜2mm；

所述电源模块为控制装置、水位传感器、电极组、抽风机和各个电控阀门供电；

所述控制装置包括微控制器、接口信号转换电路、电极极性转换电路、模数转换器、数模转换器；

所述微控制器的数据信号和控制信号输入/输出端经过接口信号转换电路连接外部控制设备(如上位工控机)的接线端子；

所述微控制器的各个电控阀门控制信号输出端经数模转换器后分别连接对应的电控阀门的控制信号输入端；

所述微控制器的抽风机控制信号输出端经过数模转换器后连接对应的抽风机的控制信号输入端；

所述微控制器的电极极性转换控制信号输出端连接电极极性转换电路的使能端；电极极性转换电路的输入端连接电源模块的电极组供电端，电极极性转换电路的输出端连接电极组；

所述水位传感器的输出端通过模数转换器连接微控制器的外部信号输入端。

电源模块根据用电装置，把工频交流电变压成所需电压，采用适配器或逆变器等可以实现。控制装置用来对整机的信号采集以及外部电气器件进行控制，在现有技术中，采用单片机(微控制器)或PLC等可编程控制器件即可实现。

任一对电极板的间距d的范围为：

6mm＜d≤7mm：距离较小，离子的迁移速率以及结垢能力都会有所增强，去除氯离子效果可以达到7mm＜d≤9mm时的90％左右，此时由于距离较小可能会存在较大带电体的进入造成短路；

7mm＜d≤9mm：这个区间内电解效率最好。具体去除效果还要视水体中氯离子含量以及配备的电极对数、组数等；