Способ стабилизации воды

Способ стабилизации воды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области безреагентных методов предотвращения солевых отложений и может быть использовано в охлаждающих системах оборотного водоснабжения и других объектах с теплообменным оборудованием различных отраслей промышленности. Цель изобретения предотвращение солевых отложений и снижение энергозатрат. Способ заключается в обработке воды постоянным электрическим током с использованием нерастворимых электродов. Обработку ведут при расходе электричества 0, 5 - 5,0 Кл/л оборотной воды , при этом для системы определяют превышение концентрации накипеобразующих компонентов в обрабатываемой воде в сравнении с необработанной. При достижении максимального превышения концентрации накипеобразующих компонентов обработку продолжают в достигнутом режиме подачи электрического тока. 1 з п.ф-лы, 1 ил ,5табл k/j

союз соВетс их

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 02 F 1/46

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4689631/26 (22) 10,05.89 (46) 07,09.91, Бюл. N 33 (71) Научно-производственное объединение по защите атмосферы, водоемов, использованию вторичных ресурсов и охлаждению металлургических агрегатов на предприятиях черной металлургии "Энергосталь" (72) В.И,Муха, Л,Л,Хвостак, Г,С.Пантелят, В.И.Гончаренко, Т,Г.Летуновская, T,В.Чернявская и В,Н.Широков (53) 628.543 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 113322113322, кл. С 02 F 1/46, 1959, (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВОДЫ (57) Изобретение относится к области безреагентных методов предотвращения солевых отложений и может быть использовано

Изобретение относится к области безреагентных методов предотвращения солевых отложений и может быть использовано в охлаждающих системах оборотного водоснабжения и других объектах с теплообменным оборудованием различных отраслей промышленности, Цель изобретения — предотвращение образования солевых отложений и снижение энергозатрат при обработке воды, Предлагаемый способ может быть осуществлен на установке, схематически изображенной на чертеже.

Установка включает аппарат 1 для электрической обработки воды постоянным электрическим током, содержащий нерастворимый катод и графитовый анод, насос 2, „„SU „„1675214 А1 в охлаждающих системах оборотного водоснабжения и других объектах с теплообменным оборудованием различных отраслей промышленности. Цель изобретения предотвращение солевых отложений и снижение энергозатрат, Способ заключается в обработке воды постоянным электрическим током с использованием нерастворимых электродов, Обработку ведут при расходе электричества О, 5 — 5,0 Кл/л оборотной воды, при этом для системы определяют превышение концентрации накипеобразующих компонентов в обрабатываемой воде в сравнении с необработанной. При достижении максимального превышения концентрации накипеобразующих компонентов обработку продолжают в достигнутом режиме подачи электрического тока. 1 з.п.ф-лы, 1 ил., 5 табл, теплообменник 3 с контактным термоме ром, контрольный образец 4 и градирню 5

Способ осуществляют следующим образом.

Исходную воду с карбонатной жесткостью с помощью насоса 2 подают на теплообменник 3, Нагретая до 40 — 60 С вода охлаждается на градирне 5 и поступает в аппарат 1, где подвергается воздействию постоянного электрического тока, подводимого к нерастворимому катоду и графитово му аноду. При обработке поддерживают подачу электрического тока, обеспечивающую режим 0,5 - 5,0 "„".!n оборотной воды.

Температуру нагретой воды в оборотной системе автоматически поддер.+.икают постоянной с помощью контактного термо1675214 метра, а уровень в оборотной системе— путем подпитки исходной водой.

Одновременно, по мере увеличения расхода электричества, для каждой системы определяют превышение концентрации накипеобразующих компонентов е обрабатываемой воде в сравнении с необработанной, При достижении максимального превышения концентрации накипеобразующих компонентов в системе обработку продолжают в достигнутом режиме подачи электрического тока.

Эффективность предотвращения отложений определяют по формуле

Э= 100, К1 где К1 — количество накипи на контрольном образце из необработанной воды;

Kz — количество накипи на контрольном образце из воды, подвергавшейся электрообработке.

Предотвращение солевых отложений происходит за счет стабилизации накипеобразующих компонентов в оборотной воде при более высоких концентрациях, чем в необработанной. Другим условием предотвращения солееых отложений является изменение под влиянием электрической обработки структуры и формы осаждающихся из воды кристаллов, которые обладают более низкой адгезионной способностью.

При этом максимальная эффективность предотвращения отложений достигается при максимальном превышении концентрации накипеобразующих компонентов в электрообработанной воде в сравнении с необработанной.

Примеры осуществления способа.

Стабилизацию осуществляют на установке, включающей аппарат 1 для электрической обработки воды постоянным электрическим током. состоящий из нерастворимого катода, графитового анода размером по 10 см, насоса 2, теплонагруженного

2 участка или теплообмен ника 3 с контактным ермометром, контрольного образца 4, градирни 5.

Исходную воду с помощью насоса 2 подают на теплонагруженный участок 3 или теплообменник. Нагретая вода охлаждается на градирне 5 и самотеком поступает через электрический аппарат 1 к насосу 2.

Температуру нагретой воды автоматически поддерживают постоянной с помощью контактного термометра. Расход воды составляет 50 л/ч. Уровень воды в оборотной системе поддерживают постоянным за счет подпитки исходной водой, Продолжительность обработки 40 ч. На контрольном об5

55 раэце теплонагруженного участка определяют количество накипи и концентрацию накипеобразующих компонентов в необработанной воде и в воде после электрической обработки.

Используют исходную воду различного качества при различной температуре нагрева.

Пример 1. Проводят электрообработку исходной воды с содержанием кальция

4,1 мг-экв/л, общей жесткости 6,0 мг-экв/л, карбонатной жесткости 4,0 мг-экв/л при подаче электрического тока, обеспечивающего режим 0,25 — 1,0 Кл/и оборотной воды.

Температура нагрева воды 40 С. Результаты приведены в табл.1.

Иэ табл.1 следует, что наиболее эффективно происходит процесс предотвращения отложений при условии максимального превышения концентрации накипеобразующих компонентов электрообработанной воды в режиме 0,5 Кл/л по сравнению с необработанной. Дальнейшее повышение режима обработки не приводит к повышению эффективности обработки, при этом энергетические затраты возрастают.

Пример 2. Проводят по методике аналогично примеру 1. Берут исходную воду с карбонэтной жесткостью 6,0 Mf экв/л, общей жесткостью 12,9 мг-экв/л, содержанием кальция 8,0 мг-экв/л. Подача электрического тока обеспечивает режим от

0,25 до 1,25 Кл/л. Температура нагретой воды 50 С. Результаты приведены е табл.2, Из данных табл.2 следует, что обработка оборотной воды s режиме максимального превышения концентрации накипеобразующих компонентов над концентрацией этих же компонентов в необработанной воде дает наиболее оптимальные результаты при подаче электрического тока, обеспечивающего режим 0,75 — 1,0 Кл/л.

Пример 3. Проводят по методике аналогично примеру 1. Исходная вода с карбонатной жесткостью 6,0 мг-экв/л, общей жесткостью 12,9 мг-экв/л, содержанием кальция 8,0 мг-экв/л, Подача электрического тока обеспечивает режим от 0,25 до

1,25 Кл/л. Температура нагрева оборотной воды 60 С. Результаты приведены в табл.3.

Анализ табл.3 показывает, что наиболее оптимальная эффективность обработки достигается в режиме максимальных концентраций накипеобразующих компонентов при подаче электрического тока, обеспечивающего режим 1,0 Кл/л, дальнейшее повышение расхода электричества приводит к снижению эффективности и увеличению энергозатрат.

Пример 4. Проводят по методике аналогично примеру 1. Берут исходную воду

1675214

Таблица 1 с карбонатной жесткостью 8,0 мг-экв/л, общей жесткостью 13,8 мг-экв/л и содержанием кальция 9,2 мг-экв/л, Подача электрического тока обеспечивает режим

0,5 — 6,0 Кл/л. Температура нагрева оборотной воды 50 С. Результаты приведены в табл,4.

Из данных табл,4 следует, что при более жестких водах эффективность достигается при больших энергозатратах, при режиме

5,0 Кл/л, однако, оптимальным является режим максимальных концентраций накипеобразующих ионов в оборотной воде.

Пример 5. Проводят по методике аналогично примеру 1. Берут исходную воду с карбонатной жесткостью 6,0 мг-экв/л, общей жесткостью 12,9 мг-экв/л, содержанием кальция 8,0 мг-экв/л. Подача электрического тока обеспечивает для предлагаемого способа режим, равныи 1,0 Кл/л, а для известного — 11,3 Кл/л. Температура

60 С. Результаты приведены в табл.5.

Как следует из табл,5, предлагаемый способ позволяет при высокой эффективности обработки существенно снизить энергозатраты в сравнении с известным способом, приводимым в режиме снижения концентрации накипеобразующих компонентов.

Приведенные примеры осуществления способа подтвердили его высокую эффективность по предотвращению отложения солевых отложений на теплообменных участках оборотных систем охлаждения по сравнению с известным, Таким образом, предотвращение солевых отложений на теплообменнике 3 систем оборотного водоснабжения по предлагаемому способу происходит за счет частичного осаждения карбонатов кальция и магния на электродах, повышения концентрации накипеобразующих компонентов в электрообработанной воде и снижения адгезионной способности выделяющихся из воды кристаллов карбонатов.

Наиболее эффективно предотвращение отложений происходит при условии максимальных концентраций накипеобразующих ионов в оборотной воде пп сравнению с необработанной, так как в этих условиях максимально снижается количество солей, переходящих в твердую фазу.

В этих же условиях наиболее интенсивно проявляется снижение адгезионной способности образующихся кристаллов.

При снижении расхода электричества ниже 0,5 Кл/л оборотной воды не достигается максимальное превышение концентрации накипеобразующих компонентов в системе, а в случае повышения расхода электричества свыше 5.0 Кл/л прекращается процесс максимального превышения концентрации накипеобразующих компонентов в системе по сравнению с необработанной водой, при этом снижается эффективность предотвращения отложений.

Применение предлагаемого способа позволит использовать в оборотных системах охлаждения воду практически любых поверхностных источников с максимальной эффективностью предотвращения солевых отложений за счет повышения стабилизации воды и при незначительных энергоэатратах отказаться от предварительной подготовки воды и ее реагентной обработки в системах оборотного водоснабжения.

Формула изобретения

1. Способ стабилизации воды в системах оборотного водоснабжения путем обработки постоянным электрическим током с использованием нерастворимых электродов, установленных в потоке оборотной воды, отличающийся тем, что, с целью предотвращения образования солевых отложений и снижения энергозатрат, обработку ведут при расходе количества электричества, обеспечивающем максимальное превышение концентрации накипеобразующих компонентов в обработанной воде в сравнении с необработанной.

2. Способ по п1, от л и ч а ю щи и с я тем, что обработку ведут при расходе электричества 0,5 — 5,0 Кл/л.

1675214

Продолжение табл.1

Таблица 2

Таблица 3

1675214

Продолжение табл.3

Таблица 4

Таблица 5

1675214

Составитель Т, Барабаш

Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Редактор Е. Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2970 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5