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1、西南石油大学（成人教育） 本科毕业设计（论文）开题报告题目：天然气净化厂电解水处理技术的优化使用学生姓名学号教学单位专业年级指导教师职称单位一、研究的目的、意义电解水处理技术(ECT)是一种目前运用较为成熟的新型水处理技术。本文介绍了ECT的工作原理、工作流程及其在长寿天然气净化厂循环水系统的运用情况。对运行后的参数进行总结分析，在实际操作中摸索出最佳参数，保证循环水系统优质高效运行。在天然气净化厂的生产运行中很多设备均采纳敞开式循环水进行冷却，在运行过程中，各种无机盐离子和有机物随着水分的蒸发而浓缩，再加上灰尘杂质的不断混人，简洁产生沉积附着物，且滋生微生物，导致设备被腐蚀，管路被粘泥污垢堵
2、塞，还会降低换热效率、增大能耗，从而影响企业的安全稳定运行，造成严峻的经济损失。为了解决以上问题，企业通常采纳在水中添加药剂的方式控制腐蚀、结垢及粘泥这三大类问题，然而在冷却水中加人阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂等药剂后，虽然节省了用水量，但又带来了环保排放等方面的问题。 随着国家节能节水政策的推进以及环保要求的进一步收紧，探寻一种经济可行的，能够有效降低循环水系统结垢和腐蚀，显著提高循环水浓缩倍数，降低补给水量和排放量的新技术、新设备，对于众多工业企业，乃至整个经济社会的健康进展都具有重要的意义。我厂(西南油气田公司重庆天然气净化总厂长寿分厂)的循环水装置即为敞开式循环冷却水系统，热水经冷却塔分
3、散与空气接触降低水温，冷却后的水通过泵送往换热设备循环使用，设计循环量为400m3/h2021年1月，长寿分厂安装一套25m3/h的ECT设备以控制循环水水质，取代了原有的化学药剂处理。二、国内外研究现状ECT设备根据电解原理运行，通过循环水返回水旁路与循环水池相连，循环水进人ECT处理后回到循环水池，循环处理。ECT系统是在一个受控的反应室中提供一个受控的电解过程，用以除去循环水系统的钙镁离子，从而阻止系统管线和设备结垢，并同时控制细菌和藻类的滋生。反应器内部的钦基氧化镍涂层电极为阳极，反应器壁为阴极，反应过程中，水中的钙镁离子在阴极发生反应形成软质水垢附着在反应器壁上，并定时启动内置刮刀刮
4、去后排出反应器。 通过直流电流的作用，在反应室内壁周边形成一个碱性环境，使水垢更简洁结晶析出，而不适合军团菌等微生物的存活。在阳极周边，高达30%的氯离子转变成游离氯或次氯酸，游离氯的含量在0.2到2ppm之间，既能消毒还没有腐蚀危害，在阳极周边生成的氧自由基、臭氧和双氧水，进一步强化消毒效果。水蒸发浓缩过程中，将碳酸钙控制在过饱和状态，在管道和设备内壁形成很薄的一层爱护层，从而爱护管道和设备不和冷却水中的溶解氧接触，防止腐蚀现象的发生。整个电解过程都是利用本源物质，不产生污染，属于环境友好型的处理方法。ECT设备电解原理:(阴极)在阴极(反应室内壁)周边形成高浓度的氢氧根，这种升高的pH环境
5、(pH高达14)反应室中维持的工作电流或许为直流1025安培。结果是，在阴极（反应室内壁）周边形成高浓度的氢氧根，这种升高的pH环境（pH高达14），让易结垢的矿物质预先结垢，并从水中析出。实际上阴极周边局部的高氢氧根浓度所形成的化学环境，和用石灰处理形成的冷石灰软化环境类似。2H2O(l) + 2e- H2(g) + 2OH-(aq)CO2(aq)+ OH-(aq) HCO3-(aq)HCO3-(aq) + OH- (aq) CO32-(aq) +H2O(l)Ca2+(aq) 钙离子可能形成氢氧化钙Ca(OH)2(垢)和碳酸钙CaCO3(垢)在阳极，电流将一部分的氯离子转化成氯气，在冷却水中
6、形成持续杀菌效果的次氯酸。同时也产生臭氧、氧自由基、氢氧根自由基和双氧水。这一系列得产物提供了杀生效应，结合安培电流及局部高的和低的（阳极）pH区域，维持了ECT内部一个实时的消毒环境。生成氧气: 4HO- O2(g) + 2H2O + 4e-游离氯: Cl- e- Cl0氯气: 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-臭氧: O2 + 2HO- 2e-O3(g) + H2OOH0自由基: OH- e- OH0过氧化氢: 2H2O 2 e- H2O2 + 2H+氧自由基: 2H2O 2 e- O0 + 2 H+ECT处理冷却循环水时pH总体值控制范围在8.5到9.0之间，控制方式为自动添加柠
7、檬酸。如前文提到的，阴极周边会形成高浓度的氢氧根，从而在反应室内壁周边维持较高的碱性环境。相反，在阳极周边维持较低pH的酸性环境。由于循环水是切向进入和离开反应室，从而运行中能反复地将水中细菌置于低pH值区和高pH值区，使得细菌每次通过反应室时都经历了多次pH值环境的改变，起到一定杀菌作用。ECT本身是一个碳钢制造的圆柱状的容器，直径大约为500毫米，深为900毫米。固定在碳钢盖子上有阳极和一组刮刀。阳极直伸到容器底部。电极用拥有专利的钛基镍氧化物制成，以便耐受局部低pH环境。刮刀用来定时刮掉内壁预沉淀出来的矿物质。清洗过程由刮垢与排污两部分组成。刮垢频率与排放频率可视运行情况分别设置，排污时
8、间也可调节。每次刮垢时，刮刀在马达的推动下在反应室内运动，刮掉内壁沉淀出来的水垢，待排污时和冲洗水一起从底部排出。实际生产过程中，可根据设备内部结垢的情况，改变刮垢、排污频率和排污时间。三、主要研究内容通过电解水处理技术控制循环水水质，的确在水质指标控制、节水方面取得明显效果，既降低了分厂化工原材料的消耗，又优化了循环水工艺，而且完全幸免了因加药带来的一系列安全和环保危险。主要物质性质电解水处理流程四、拟采纳的研究技术路线因素分析提出建议4、 设计（论文）的预期结果（成果）通过电解水处理技术控制循环水水质，的确在水质指标控制、节水方面取得明显效果，既降低了分厂化工原材料的消耗，又优化了循环水工
9、艺，而且完全幸免了因加药带来的一系列安全和环保危险。由于运行时间较短，本文仅就目前的运行及操作状况进行了浅析，由于节水与除垢是相悖的，若要在这种模式下找到节水与除垢间的最仕平衡仍需要进一步摸索研究，也是我们今后技术工作的重点。五、设计（论文）的进度安排2018.2-2018.3拟定题目，开题2018.3-2018.4查阅资料，核对信息2018.4-2018.5整理资料，搜集开题2018.5-2018.6疏通整理，写论文2018.6-2018.7听取意见，修改完成论文六、参考资料1 ECT用户使用手册M.2长寿分厂冷却塔旁流处理系统技术方案M.3吴作成.循环水电化学处理设备技术浅析J, 2013
10、中国水处理研讨会暨33届年会论文集.4张小波，欧阳奇，刘艳东.电解水处理器应用在循环水系统的可行性J.科技信息2021年第17期.5张安龙，李凯，王飞朋，揭乐标，杨雯燕.板式电化学水处理装置在循环水处理中的应用J.武钢技术.2011(02).6何俊，赵宗泽，李跃华，白更春，赵鹤云.物理方法除垢阻垢技术的研究现状及进展J.工业水处理.2010(09).7岳峰，田中博.使用水都电解除垢技术处理某钢厂循环水研究J.工业用水与废水.2010(03).8肖丙雁，丁宗琪，王万俊，谢世绍.电化学技术在稳定冷却循环水水质中的应用J.环境科学与治理.2010(02).9姜延朔，李一明.超声波防除垢技术的工业应用J.节能.2010(01).10陈枫，朱伯明，李伸钦.“水力清”还原水电解技术在循环水处理中的应用J.制冷.2009(04).
