Способ предотвращения отложений сульфата кальция

Способ предотвращения отложений сульфата кальция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕДЬСТВУ (61} Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 19.04,80 (21) 2913433/23-26 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет

СФнэв Советскня

Социалистически к

Республик н893898 (5цм. кл.з

С 02 F 5/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 301281.бкзллетеиь @ 48 (53) УДК 663.631 (088.8) Дата опубликования описания 301281 а

T,ß.Ôåäîðóê, С.В.Малько, Б.Д.Синежук, Л.С.Гончарук,"

Д.Д.Мягкий, В.И.Классен и О.T ° Kðûëîâ - :::.. г ., ;;"а ;.."„, ..а:,i«,, я

3 у"х уд донедкнн фнлнал Всесо ааного научно-нсследовагеавскова института по очистке технологических газов, сточй х в и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ СУЛЬФАТА

КАЛЬЦИЯ

Изобретение относится к очистке воды в металлургической и химической промышленности и может быть исполь-, зовано для обеспечения безнакипного режима в выпарных и теплообменных аппаратах.

Известен способ предотвращения карбонатных отложений обработкой воды магнитным полем с предварительным введением гуминовых веществ 1 .

К недостаткам этого способа можно отнести термическую нестойкость гумиНовых кислОт, которые при длительной термообработке осмоляются и теряют свои свойства, применимость способа 15 только для карбонатных отложений,что обусловлено спецификой кристаллизации карбоната кальция. При использовании данного способа в многократном упаривании сульфатсодержащих раство- 20 ров вследствие термической деструкции гуминовых кислот и способности шлама сульфата кальция к схватыванию .не исключается возможность слеживания гипса и образования отложений.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае" мому результату является способ, основанный на использовании магнитного паля для снижения накипеобразования ЗО

Ф при нагреве высокоминерализованной воды. Способ заключается в предварительной магнитной обработке воды, содержащей хлориды и сульфаты кальция и магния, и в последующей термообработке до 80 С (2) . Противонакипный эффект достигает 80Ъ.

Основным недостатком известного способа является остаточное накипеобразование. на теплопередающих поверхностях

Цель изобретения — повышение степени противонакнпного эффекта.

Поставленная цель достигается теМ, что в жидкость после обработки магнитным полем вводят поверхностко-активное вещество.

Причем ПАВ вводят в количестве

0,005-0,05 вес.ч. на 1 вес.ч. сульфата кальция.

С повышением температуры растворимость сульфата кальция снижается. Имея обратную растворимость, сульфат кальция склонен к образованию пересыщенных растворов при 50-700C При магнит» ной обработке в диапазоне этих темпе" ратур снимается пересыщение и наблюдается интенсивная объемная кристаллизация. При повышении температуры выше 80 С растворимость сульфата

3 893898

Эффективность предотвращения отложений, Ъ

Пересыщение по отношению к равновес-. ной концентрации сульфата кальция

Колич ство отложений сульфата каль ция на стенках, r

Количество IIAB на

1 вес.ч

Са504, вес.ч.

Кратность . упаривания

Время омагничивания, с

Напряженность магнитного поля, KA/м

IIAB

Опыт

Известный способ

2,48 65,43

1,048

10 б 80

33,33

1,12

9,6

20 б

Предлагаемый

10 б 80

2,3

67,0

1,13

0,005

0,005

0,008

0,.008

0,01

КМЦ

5,4

62,5 б 80 б 80 б 80 б . 80 б 80 б 80

1,04

1,16

82,86

1., 25

4, 18 71,-.75

0,07 99,0

0,12 99,16

0,05 99,28

1,04

КМЦ

1,37

20

1,27

0,01

0 05

2,08

КМЦ б 80.99,24

98., 86

0,11

0,08

1,80

0,05

КМЦ

2,38 б 80<

0,1 калым я резко падает. По мере исчезновения магнитной памяти в растворе и повышения температуры теплопередающей поверхности, кристаллический рыхлый сульфат кальция начинает схватываться. Происходит и вторичное накипеобразование, характерное только для сульфата кальция.

Поверхностно-активное вещество, доэируемое в жидкость после магнитной обработки, адсорбируется на центрах кристаллизации сульфата кальция, образуя мономолекулярную пленку, которая препятствует дальнейшему росту кристаллов и срастанию их между собой, с образованием прочных структур.

Дозировка поверхностно-активного 15 вещества менее 0,005 вес.ч не обеспечивает предотвращение отложений, дозировка поверхностно-активного вещества выше 0,05 вес.ч. усиливает эффект стабилизации пересыщения по 20 сульфату кальция, что ухудшает процесс кристаллизации е "o иэ раствора.

Пример. Воду, содержащую растворенный сульфат кальция, подвергают обработке магнитным полем, ввоцят поверхностно-активное вещество, и термообрабатывают (уйаривают в выпарной установке).

Условия проведения опытов

Обработку магнитным полем .осуществляют на установке с электромагнитом, с регулируемым зазором и площадью сечения магнитопровода 108 см . Питание магнита осуществляют от выпрямительного устройства BCA-5K.

Режимы обработки магнитным полем: напряженность магнитного поля 80 кА/м, скорость потока 0,3 м/с, время омаг-: ничивания б с.

В качестве поверхностно-активных веществ испытывают препараты анионноактивные (сульфанол НП-З),неионогенные (ОП-10), высокомолекулярные (Ма -карбоксиметилцеллюлоэа КМЦ).Эффект совместного действия магнитной обработки и IIAB мало зависит от свойств IIAB.

Термообработку осуществляют на стеклянной лабораторной выпарной установке с вынесенной зоной кипения и естественной циркуляцией раствора..

Состав упариваемого раствора,г/кг:

CaSO4 2,38, NaC1 4,25, NaNOg 2,3..

Кратность упаривания 10-20 раэ.

Равновесную концентрацию сульфата кальция считают с учетом температуры и. солесодержания раствора. Отложения сульфата кальция на стенках выпарного аппарата растворяют в соляной кислоте и анализируют.

893898

Продолжение таблицы

Условия проведения. опытов

Эффективность предотвращения отложений,Ъ

Опыт

ПАВ

Количестao IIAB на

1 веч.ч

CaSO4., вес.ч.

Кратность упари вания

Время омагничивания

0,1

6 80 1,98

КМЦ

0,18 98,7

0,19 98,5

0 18 98,7

0,12 98,3

OII-1 0

0 05

6 80 1,21 б 80 1,08 б 80 1,31 б 80 1,11

ОП-10 0 05

10

НП-3

НП-3

0,05

0,81 98 5

0 05

25 работку жидкости магнитным полем с последующей термообработкой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени противона-, кипного эффекта, в жидкость после .обработки магнитным полем вводят поверхностно-активное вещество.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что поверхностно-активное вещество вводят в количестве

0,005-0,05 вас.ч. на 1 вес.ч. сульфата кальция.

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

40 Р 461901, кл. С 02 В 5/06, 1972.

2. Труды Московского энергетического института (тематический сборник). М., 1976, вып. 309, с. 55-60 (прототип).

Формула изобретения

Составитель IO.Федькушов

Редактор В.Петраш Техред h Савка Корректор М.Демчик

Заказ 11384/38 Тираж 1010 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

В таблице приведены данные, характеризующие влияние магнитного поля и

IIAB на эффективность предотвращения отложений сульфата кальция.

Способ позволяет обеспечить безнакипный режим выпарных установок,что повышает производительность теплообменных аппаратов на 10-153 и увеличивает срок их эксплуатации в 2-3 раза.

Капитальные затраты при этом уменьшаются на 15-20%. . Время работы выпарных установок между отключениями на их чистку увеличивается в 3-4 раза, что уменьшает эксплуатационные затраты.

1. Способ предотвращения отложе- ний сульфата кальция, включающий обНапря><енность магнитноro поля, кА/м

Пересыщение йо отношению к равновесной концентрации сульфата кальция

Количество отложений сульфата каль ция на стенках, г