陈翔宇
中原工学院
摘要：结垢与腐蚀是工业循环冷却水系统运行过程中的两大主要危害，其受害区域主要集中在换热设备及传输管道上，不但给企业设备的正常运转带来潜在安全隐患，也增加了维护设备的经济成本。传统添加化学药剂的方法已然普遍，可以达到抑垢、除垢及防腐的目的，但其排水会对环境造成二次污染，以及耗费人力物力，成本高昂，正逐渐被其他水处理技术所取代。近些年，电磁水处理技术的发展愈加成熟，在循环冷却水抑垢、除垢及防腐方面卓有成效，该技术以其投入成本小、处理效果好、不会增加二次污染及便于操作等优点，受到业界广泛关注。但学术界对于电磁场在循环水抑垢及防腐的机理一直存在争议，本文现以实验的手段，探究电磁场对循环冷却水系统中水垢形成和腐蚀过程的影响，系统的分析研究电磁场对水质参数的影响，进一步揭示电磁对循环冷却水的抑垢防腐机理。首先，本文以新疆某丁二醇(BDO)化工厂的工业循环水为研究对象，在实验室设计搭建了小型循环冷却水的试验平台，以自来水为媒质，通过循环冷却水的电磁处理及未经电磁处理的实验对比，观测记录成垢相关离子(钙离子、镁离子)浓度、硬度、碱度、电导率、p H以及与腐蚀关联的离子(氯离子、硫酸根离子、铁离子)浓度的变化，系统分析这部分相关水质参数受电磁场作用变化的趋势及原因，探求电磁场和水质参数之间的联系。接着，在该化工厂的工业循环水支路中搭建实验平台，采用该化工厂所使用的中水进行中试。进一步探究在整个小型循环冷却水系统中，电磁场对换热设备、管道的抑垢效果及防腐效果的影响。最后，根据电磁对成垢速率的影响分析，阐述了水质参数受电磁场影响产生的变化，通过分析水质参数变化的机制，揭示了电磁水处理技术抑垢的理论基础;通过电磁对腐蚀速率产生的变化以及对腐蚀现象的分析，发现电磁场对减缓腐蚀进程有显著影响，对所提的电磁水处理技术防腐的机理进行了验证。对如何优化电磁场参数，以求达到更好的抑垢效果及防腐效果，提供了强力依据。本文深入研究了电磁对不同水质参数的影响，以及分析了水质参数产生变化趋势的原因，通过实验数据及现象分析电磁场的作用效果与水质参数之间的关联度。验证了电磁水处理技术在循环冷却水系统中抑垢及防腐的可行性和有效性。该研究在学术上增添了电磁水处理技术研究的经验，在工程实践中也有极高的应用价值。不仅为企业提供了新思路、增加了经济效益，还符合可持续发展的要求，对于发展电磁水处理技术也具有重要意义。
基金资助：
项目《工业循环水高效智能除垢防腐设备的研发》；