Способ предотвращения отложений сульфата кальция

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19,04,80 (21) 2913433/23-26 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет Сфез Соеетскня Социалистически к Республик(51) М. Кл.з С 02 Г 5/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 301231 Т,Я.федорук, С.В.Малько, Б.Д.Синежук, Л.СкГончарук,"1Д.Д,Мягкий, В.И.Классен и О,Т.Крылов ,. г.,д,р,., Ц";3 й.1,АЯ3фуГ уйдонецкий филиал йсесооанога научно-исследаиагеаьскаиааефйГМйинститута по очистке технологических газов, сточй х ви использованию вторичных энергоресурсов предприятийчерной металлургии(54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯИзобретение 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 13 .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 О 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 поля для снижения накипеобразования 30Ф при нагреве высокоминерализованнойводы. 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 80.Основным недостатком известногоспособа является остаточное накипеобразование. на теплопередающих поверхностях,Цель изобретения - повышение степени противонакнпного эффекта.Поставленная цель достигается теМ,что в жидкость после обработки магнитным полемвводят поверхностко-ак"тивное вещество.Причем ПАВ вводят в количестве0,005-0,05 вес.ч. на 1 вес.ч. сульфата кальция.С повышением температуры растворимость сульфата кальция снижается. Имеяобратную растворимость, сульфат кальция склонен к образованию пересыщенных растворов при 50-70 ОС. При магнитной обработке в диапазоне этих темпе"ратур снимается пересыщение и наблюдается интенсивная объемная кристаллизация. При повышении температурывыше 80 С растворимость сульфата3 893898 Эффективностьпредотвращенияотложений, Ъ Пересыщение по отношению к рав- новесной концентрации сульфата кальция Количство отложений сульфата каль ция на стенках,гКоли- чество ПАВ на 1 вес.ч Са 504, вес.ч. Кратностьупаривания Времяома- гни- чи- вания,с Напряженностьмагнитного поля,кА/м ПАВ Опыт Известный способ 2,48 65,43 1,048 10 б80 33,33 1,12 80 20 б Предлагаемый 10 б 80.99,24 98,86 0,11 0,08 1,80 20 0,05 КМЦ 2,38 10 0,1 калымя 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 его иэ раствора,П р и м е р. Воду, содержащую растворенный сульфат кальция, подвергают обработке магнитным полем, вво" цят 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. Питаниемагнита осуществляют от выпрямительного устройства ВСАК.Режимы обработки магнитным полем:напряженность магнитного поля 80 кА/м,скорость потока 0,3 м/с, время омаг-:ничивания б с,В качестве поверхностно-активныхвеществ испытывают препараты анионноактивные (сульфанол НП-З),неионогенные (ОП), высокомолекулярные(Ма-карбоксиметилцеллюлоэа КМЦ).Эффект совместного действия магнитнойобработки и ПАВ мало зависит отсвойств ПАВ,Термообработку осуществляют настеклянной лабораторной выпарной установке с вынесенной зоной кипенияи естественной циркуляцией раствораСостав упариваемого раствора,г/кг:Са 504 2,38, йаС 4,25, Май 0 2,3.Кратность упаривания 10-20 раэ.Равновесную концентрацию сульфатакальция считают с учетом температурыи. солесодержания раствора. Отложения сульфата кальция на стенках выпарного аппарата растворяют в соляной кислоте и анализируют.893898 Продолжение таблицы Условия проведения. опытов Эффективностьпредотвращенияотложений,Опыт ПАВ Количество ПАВна1 веч.чСало,вес.ч,Кратность упари вания Время омаг- ничивания 0,1 20 6 80 1,98 КМЦ 0,18 98,7 0,19 98 у 5 0,18 98,7 0,12 98,3 ОП10 0,05 б 80 1,21 б 80 1,08 б 80 1,31 б 80 1,11 ОП0,05 20 10 НПНП0,05 0,81 98,5 20 0,05 работку жидкости магнитным полем с последующей термообработкой, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени противона-, кипного эффекта, в жидкость после обработки магнитным полем вводят поверхностно-активное вещество.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что поверхностно-активное вещество вводят в количестве 0,001-0,05 вас.ч. на 1 вес.ч. сульфата кальция,Источники .информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 40 9 461901, кл. С 02 В 5/06, 1972.2. Труды Московского энергетического института (тематический сборник). М., 1976, вып. 309, с. 55-60 (прототип). Формулаизобретения Составитель Ю.федькушов Редактор В.петраш Техред А Савка Корректор М.ДемчикЗаказ 11384/38 Тираж 1010 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 В таблице приведены данные, характеризующие влияние магнитного поля и ПАВ на эффективность предотвращения отложений сульфата кальция.Способ позволяет обеспечить безнакипный режим выпарных установок,что повьпцает производительность теплообменных аппаратов на 10-15 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 обНапряженностьмаг- нитного поля,кА/м Пересыщениейо отношениюк равновеснойконцентрациисульфатакальция Коли- чество отложений сульфата каль- ция на стенках,г