CN108726645B - 微晶净化器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微晶净化器，它包括：直流电源；阴极电极，即带有镂空的金属壳体；置于带有有镂空的金属壳体內的若干微晶块；阳极电极，置于相邻的两个微晶块中间；阳极电极连接电源的正极，阴极电极连接电源的负极；直流电源与阴极电极之间或直流电源与阳极电极之间连接有控制器，用于控制阳极电极和阴极电极的通电和断电，它主要用于蒸发式冷却设备喷淋循环冷却水的处理。

Description

微晶净化器

技术领域

本发明涉及水处理设备，特别涉及一种蒸发式冷却（冷凝）设备喷淋循环冷却水的处理设备即微晶净化器。

背景技术

蒸发式冷却（冷凝）设备是一种将水冷式冷却（冷凝）器与开式冷却塔相结合的向空气排放废热的通用设备。当被冷却的工质无相变时，称为“蒸发式冷却器”，而被冷却工质为液态水时则常称作“闭式冷却塔”；当被冷却工质有相变时，应称为“蒸发式冷凝器”。这类设备有相同的结构，核心都是一个间壁式换热器，被冷却（冷凝）工质在间壁式换热器的内侧流动，喷淋水和空气在间壁式换热器的外侧流动，热量是透过换热器壁面传给喷淋水、喷淋水再通过蒸发和对流换热传给空气。蒸发式冷却（冷凝）设备的结构紧凑，占地面积少，总体能耗小，运行费用低，使用寿命也较长。随着水资源的日益匮乏和国家节能减排政策的实施，蒸发式冷却（冷凝）设备在钢铁冶金、电力电子、机械化工、暖通空调等行业得到了广泛的应用。

在蒸发式冷却（冷凝）设备中，由于喷淋水仅作为中间换热介质，一般通过设备自带的喷淋泵在设备内部循环，流程短，系统容积小，封闭性好，风吹损失控制得也很少，因此喷淋水的蒸发浓缩快，结垢性强；冷却管板和填料上结垢快、不易清洗；水质波动大，系统缓冲性小；水质稳定处理工作量相对要大，技术操作工作量与经济性比，收益很小。通常情况下，喷淋水系统采用传统的化学或电子阻垢方法难以稳定水质，结垢、腐蚀和菌藻问题会很快失控，故需常采取清洗操作。由于水质稳定技术上的“先天”局限，“人为”因素无法避免，直接影响到运行的经济、高效和合理性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种蒸发式冷却（冷凝）设备喷淋循环冷却水的处理设备即微晶净化器，它所采用的技术方案是：一种微晶净化器，它包括：直流电源；阴极电极，即带有镂空的壳体；置于带有有镂空的壳体內的若干微晶块；阳极电极，置于相邻的两个微晶块中间；阳极电极连接电源的正极，阴极电极连接电源的负极；直流电源与阴极电极之间或直流电源与阳极电极之间连接有控制器，用于控制阳极电极和阴极电极的通电和断电。

本发明更进一步的技术特征是：

所述阴极电极为带有镂空的金属板材壳体。

所述阴极电极为带有镂空的不锈钢板材壳体，或带有镂空的碳钢板材壳体，或带有镂空的铝合金板材壳体，或带有镂空的镀锌板材壳体。

所述阳极电极为钛合金薄片或铅薄片。

所述微晶块包括带镂空设计的非金属外壳和置于非金属外壳内的微晶材料。

所述微晶材料包括10--30%的Na2O，30--50%的SiO2 ，15--55%的B2O3 ，0.50—5.0%的Al2O3，0.05—0.5%的ZrO2，经熔融处理后快速冷凝，形成晶粒小于5微米的无定型微晶结构。

所述微晶块中非金属外壳上镂空的大小小于置于非金属外壳内的微晶材料的粒度大小。

所述微晶块和四周阴极电极即带镂空的壳体之间的间隙为10---150mm。

本发明的有益效果是：

由于本发明中设置有微晶块，微晶块中的微晶材料会产生微晶元，诱吸细小悬浮物成结晶核，吸附水中钙镁和碱性离子富集结合，凝聚为亚微晶体颗粒，紧实而失去附着力，不易析着沉积在传热设备的表面，起到消解水质结垢性、净化传热面的作用，可一步解决水质问题。

传统的水质稳定技术是通过各种技术措施稳定水中结垢性盐分；微晶净化技术相反，诱导水中结垢性盐分结成紧实颗粒，流到水系统的集水池缓流区沉积下来，直接消除换热面、冷却塔和管道表面的污垢析着隐患。符合热力学第二定律原理，实践检验动力学方法可行。

微晶结构具有比表面大，表面吸附性能强、表面活性高等特点。活性态晶元中的钠、硅元素的高活化能富集水中的成垢性离子和碱性离子反应，促进结垢生成并凝聚成沙粒状。同时裹挟水中细菌和其生长基质凝聚在晶核、碳酸钙中使其失去活性，抑制微生物滋生，生物粘泥吸附在垢粒中失却粘附性。

硼、锆元素具有耐一定的耐腐蚀性，尤其锆的耐腐蚀性比钛好，对氧的亲和力很强，能细化晶粒，具有超高的硬度和极高强度，对多种酸、碱和盐有优良的抗腐蚀性，降低表面状态对腐蚀的敏感性。同时高浓缩水质属于强结垢倾向，自身具有一定缓蚀功能。

通过控制器控制阳极电极和阴极电极的通电和断电，可以形成脉冲电场，在脉冲电场条件下，增强微晶晶元活性，加快释放速度，定向推动晶元和结垢离子驱离微晶块，并与碱性离子相对移动，加强结合几率。同时微晶净化器的微电场效应起到定向集聚结垢的作用。

另外因微电压场改变了细菌的生物电性，也起到一定抑菌效果。

附图说明

图1是本发明一实施例的结构透视图；

图2是图1中阴极电极的立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1是本发明一实施例的结构示意图，在本实施例中，一种微晶净化器包括：直流电源1；阴极电极2，即带有镂空的壳体（如图2所示）；置于带有有镂空的壳体內的若干微晶块3；阳极电极4，置于相邻的两个微晶块中间；阳极电极4连接电源的正极，阴极电极连2接电源的负极；直流电源1与阳极电极4之间连接有控制器5，用于控制阳极电极4和阴极电极2的通电和断电。其中所述微晶块3包括带镂空设计的非金属外壳和置于非金属外壳内的微晶材料（图中未示）。所述微晶材料包括10--30%的Na2O，30--50%的SiO2 ，15--55%的B2O3 ，0.50—5.0%的Al2O3，0.05—0.5%的ZrO2，经熔融处理后快速冷凝，形成晶粒小于5微米的无定型微晶结构。所述微晶块中非金属外壳上镂空的大小小于置于非金属外壳内的微晶材料的粒度大小。所述微晶块3和四周阴极电极2即带镂空的壳体之间的间隙为10---150mm。

本实施中微晶块3设置有8个，在实际应用中根据处理的循环水的量可以适度增减，还可以是9个、7个、6个、5个、4个、3个。

在本实施例中，所述阴极电极2为带有镂空的不锈钢板材壳体，在实际应用中还可以采用带有镂空的碳钢板材壳体，或带有镂空的铝合金板材壳体，或带有镂空的镀锌板材壳体。

在本实施例中，所述阳极电极4为钛合金薄片，在实际应用中还可以采用铅薄片。

另外在实际应用中，控制器5还可以设置在直流电源1与阴极电极2之间。

由于本发明中设置有微晶块3，微晶块3中的微晶材料会产生微晶元，诱吸细小悬浮物成结晶核，吸附水中钙镁和碱性离子富集结合，凝聚为亚微晶体颗粒，紧实而失去附着力，不易析着沉积在传热设备的表面，起到消解水质结垢性、净化传热面的作用，可一步解决水质问题。

本发明微晶净化器用于蒸发式冷却（冷凝）设备喷淋循环冷却水的处理，因此要放置于循环冷却水中，这样阳极电极4和阴极电极2之间可以通过循环水导电而导通，通过电源控制器在两级上加载毫伏级微电压（10--30mV）；在微电流的催化下，微晶表面持续稳定地产生微晶元，诱吸细小悬浮物成结晶核，吸附水中矿物盐（钙镁为主）富集，结合凝聚为亚微晶体颗粒，紧实而失去附着力，易被水流从循环水系统中带出，沉积在缓流区（水池底部），实现水质的自软化净化，确保系统传热表面洁净。

晶元同样诱吸细菌和生长基质凝聚在晶核、碳酸钙中使其失去活性。同时因微电压场改变细菌的生物电性起到抑菌效果，消除军团菌病源，净化空气环境。

由于不加化学药剂，降低金属的腐蚀电位，同时借助水质强结垢性倾向发挥其自身的缓蚀性实现系统腐蚀控制。

传统的水质稳定技术是通过各种技术措施稳定水中结垢性盐分；微晶净化技术相反，诱导水中结垢性盐分结成紧实颗粒，流到水系统的集水池缓流区沉积下来，直接消除换热面、冷却塔和管道表面的污垢析着隐患。符合热力学第二定律原理，实践检验动力学方法可行。

微晶结构具有比表面大，表面吸附性能强、表面活性高等特点。活性态晶元中的钠、硅元素的高活化能富集水中的成垢性离子和碱性离子反应，促进结垢生成并凝聚成沙粒状。同时裹挟水中细菌和其生长基质凝聚在晶核、碳酸钙中使其失去活性，抑制微生物滋生，生物粘泥吸附在垢粒中失却粘附性。

硼、锆元素具有耐一定的耐腐蚀性，尤其锆的耐腐蚀性比钛好，对氧的亲和力很强，能细化晶粒，具有超高的硬度和极高强度，对多种酸、碱和盐有优良的抗腐蚀性，降低表面状态对腐蚀的敏感性。同时高浓缩水质属于强结垢倾向，自身具有一定缓蚀功能。

通过控制器控5制阳极电极4和阴极电极2的通电和断电，可以形成脉冲电场，在脉冲电场条件下，增强微晶晶元活性，加快释放速度，定向推动晶元和结垢离子驱离微晶块，并与碱性离子相对移动，加强结合几率。同时微晶净化器的微电场效应起到定向集聚结垢的作用。

另外因微电压场改变了细菌的生物电性，也起到一定抑菌效果。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本发明所涉及的技术领域内，并落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种微晶净化器，其特征在于包括：

直流电源；

阴极电极，即带有镂空的壳体；

置于带有镂空的壳体內的若干微晶块；

阳极电极，置于相邻的两个微晶块中间；

阳极电极连接电源的正极，阴极电极连接电源的负极；

直流电源与阴极电极之间或直流电源与阳极电极之间连接有控制器，用于控制阳极电极和阴极电极的通电和断电；

所述微晶块的微晶材料包括10--30%的Na2O，30--50%的SiO2 ，15--55%的B2O3 ，0.50—5.0%的Al2O3，0.05—0.5%的ZrO2，经熔融处理后快速冷凝，形成晶粒小于5微米的无定型微晶结构。

2.如权利要求1所述的微晶净化器，其特征在于：所述阴极电极为带有镂空的金属板材壳体。

3.如权利要求2所述的微晶净化器，其特征在于：所述阴极电极为带有镂空的不锈钢板材壳体，或带有镂空的碳钢板材壳体，或带有镂空的铝合金板材壳体，或带有镂空的镀锌板材壳体。

4.如权利要求1所述的微晶净化器，其特征在于：所述阳极电极为钛合金薄片或铅薄片。

5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的微晶净化器，其特征在于：所述微晶块包括带镂空设计的非金属外壳和置于非金属外壳内的所述微晶材料。

6.如权利要求5所述的微晶净化器，其特征在于：所述微晶块中非金属外壳上镂空的大小小于置于非金属外壳内的微晶材料的粒度大小。

7.如权利要求1所述的微晶净化器，其特征在于：所述微晶块和四周阴极电极即带镂空的壳体之间的间隙为10---150mm。