Способ стабилизации воды

СОЮЗ СОВЕТСКИХсОциАлистиче скиРЕСПУБЛИК 1675214 9))5 С 02 ) 1/46 Е ИЗОБРЕТЕНИ П АВТОР в охлаждающих системах оборотного в снабжения и других объектах с теплооб ным оборудованием различных отра 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,одо- мен- слей плообменникм, контрольныСпособ осущ тным термом 4 и градирню ледующим об с конт образе ствляю зом,Исходную во СТЬЮ С ПОМОЩЬЮ обменник 3, На охлаждается на аппарат 1, где постоянного эле мого к нераствор му аноду. При подачу электрич щую режим 0,5.Температуру ной системе авт пОСТОЯнной С по ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР У СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-производственное объединениепо защите атмосферы, водоемов, использованию вторичных ресурсов и охлаждениюметаллургических агрегатов на предприятиях черной металлургии "Энергосталь"(56) Авторское свидетельство СССРМ 132132, кл. С 02 Е 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,ду с карбонатнои жестко- насоса 2 подают на теплогретая до 40 - 60 С вода градирне 5 и поступает в подвергается воздействию ктрического тока, подводиимому катоду и графитово обработке поддерживают еского тока, обеспечиваю,0 Клл оборотной воды.нагретой воды в оборотоматически поддер;+.Пвают мощью контактного трмо 1615214метра, а уровень в оборотной системе - путем подпитки исходной водой.Одновременно, по мере увеличения расхода электричества, для каждой системы определяют превышение концентрации накипеобразующих компонентов в 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 формулеЭ = 100,К 1где К 1 - количество накипи на контрольном образце из необработанной воды;К 2 - количество накипи на контрольном образце из воды, подвергавшейся электро- обработке,Предотвращение солевых отложений происходит за счет стабилизации накипеобразующих компонентов в оборотной воде при более высоких концентрациях, чем в необработанной. Другим условием предотвращения солевых 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, теплонагруженного2участка или теплообменника 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 об 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 раэце теплонагруженного участка определяют количество накипи и концентрациюнакипеобразующих компонентов в необработанной воде и в воде после электрическойобработки.Используют исходную воду различного качества при различной температуре нагрева.П р и м е р 1, Проводят электрообработку исходной воды с содержанием кальция4,1 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/л оборотной воды,Температура нагрева воды 40 С, Результаты приведены в табл,1,Иэ табл.1 следует, что наиболее эффективно происходит процесс предотвращенияотложений при условии максимального превышения концентрации накипеобразующихкомпонентов электрообработанной воды врежиме 0,5 Кл/л по сравнению с необработанной. Дальнейшее повышение режимаобработки не приводит к повышению эффективности обработки, при этом энергетические затраты возрастают.П р и м е р 2, Проводят по методикеаналогично примеру 1. Берут исходную водус карбонэтной жесткостью 6,0 м-экв/л, общей жесткостью 12,9 мг-экв/л, содержанием кальция 8,0 мг-экв/л. Подачаэлектрического тока обеспечивает режим от0,25 до 1,25 Кл/л, Температура нагретой воды 50 С. Результаты приведены в табл,2,Из данных табл,2 следует, что обработка оборотной воды в режиме максимальногопревышения концентрации накипеобразующих компонентов над концентрацией этихже компонентов в необработанной воде дает наиболее оптимальные результаты приподаче электрического тока, обеспечивающего режим 0,75 - 1,0 Кл/л.П р и м е р 3, Проводят по методикеаналогично примеру 1, Исходная вода с карбонатной жесткостью 6,0 мг-экв/л, общейжесткостью 12,9 мг-экв/л, содержаниемкальция 8,0 мг-экв/л, Подача электрического тока обеспечивает режим от 0,25 до1,25 Кл/л, Температура нагрева оборотнойводы 60 С, Результаты приведены в табл.3.Анализ табл,З показывает, что наиболееоптимальная эффективность обработки достигается в режиме максимальных концентраций накипеобразующих компонентов приподаче электрического тока, обеспечивающего режим 1,0 Кл/л, дальнейшее повышение расхода электричества приводит кснижению эффективности и увеличениюэнергозатрат,П р и м е р 4, Проводят по методикеаналогично примеру 1. Берут исходную воду1675214 5 10 15 20 25 30 35 40 45 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.П р и м е р 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 энерго- затраты 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 электро- обработанной воде и снижения адгезионной способности выделяющихся из воды кристаллов карбонатов.Наиболее эффективно предотвращение отложений происходит при условии максимальных концентраций накипеобразующих ионов в оборотной воде по сравнению с необработанной, так как в этих условиях максимально снижается количество солей, переходящих в твердую фазуВ 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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 поп,1, отл ича ющийся тем, что обработку ведут при расходе электричества 0,5 - 5,0 Кл/л.1675214 Составитель Т, БарабашТехред 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. Раушская наб., 4/5