СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОСАЖДЕНИЯ НАКИПИ НА ТЕПЛООБМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ Российский патент 1998 года по МПК C02F1/46 C02F5/00 

Описание патента на изобретение RU2120916C1

Изобретение относится к системам водоснабжения и отопления промышленных предприятий, а именно к безреагентным способам обработки воды, и может быть использовано для предотвращения осаждения накипи на поверхностях теплообменного оборудования.

Известен способ защиты от накипеобразования поверхностей труб, теплообменников и емкостей в водных средах (авт.св. СССР N 1579907, кл. C 02 F 1/48, C 02 F 5/14, 1990). Способ состоит в том, что на движущуюся водную среду вначале воздействуют электрическим переменным полем с частотой 2000-20000 Гц при напряжении на электродах 9-12 В, а затем движущуюся водную среду обрабатывают магнитным полем с напряженностью 700-2000 Э.

Недостатки известного способа заключаются в сложности аппаратурного исполнения и недостаточной эффективности противонакипной защиты.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ предотвращения осаждения накипи на теплообменных поверхностях (авт.св. СССР N 1555295, кл. C 02 F 1/46, 1990). В известном способе циркулирующая вода, пересыщенная накипеобразователями, подвергается электрообработке с использованием пластинчатых электродов, подключенных к полюсам источника постоянного тока, по ходу движения воды до теплообменников при плотности тока 2-30 А/м2 и отношением расхода циркулирующей воды к площади электродов 20-100 м32ч.

Недостатки известного способа состоят в следующем. Необходимая для практической реализации эффективность противонакипной защиты оборудования (не менее 90%) достигается при плотности тока 15-30 А/м2. При меньших значениях плотности тока указанный противонакипной эффект обеспечивается при значительном снижении гидравлической нагрузки на электродах. При плотности тока менее 5 А/м2 в оборотной воде наблюдается развитие сапрофитной микрофлоры, что вызывает биообрастание поверхностей оборудования и градирен. Увеличение плотности тока до 20-30 А/м2 приводит к быстрому разрушению графитового анода. По воспроизведенным данным, полученным в результате опытно-промышленных испытаний на водооборотной системе производительностью 50 м3/ч, продолжительность работы аппарата противонакипной обработки воды до потери 50% массы стандартного анода весом 20 кг не превышает 4-6 мес.

Технической задачей изобретения является повышение производительности процесса за счет снижения скорости разрушения анода и соответственно увеличения срока его службы при сохранении высокой эффективности противонакипной защиты оборудования, а также повышение степени обеззараживания обработанной воды.

Поставленная задача достигается за счет того, что оборотную воду перед подачей ее в теплообменник пропускают через систему электродов: графитовый анод, предварительно обработанный раствором водостойкого полимерного материала в органическом растворителе, катод, подключенный к источнику постоянного тока, при плотности тока на аноде 12-50 А/м2, на катоде 4-15 А/м2 и удельной гидравлической нагрузке на электроды 50-125 м3/(м2ч), при этом в качестве оборотной воды используют сточную воду после биологической очистки, в качестве водостойкого полимерного материала используют эпоксидную смолу или фторопласт 42-Л, а в качестве органического растворителя - ацетон.

Способ осуществляют следующим образом.

Оборотную воду перед подачей ее в теплообменник пропускают через систему электродов: графитовый анод - катод, подключенную к источнику постоянного тока, при плотности тока на аноде 12-50 А/м2, на катоде 4-15 А/м2 и удельной гидравлической нагрузке на электроды 50-125 м3/(м2ч). Графитовый анод предварительно обрабатывают раствором водостойкого полимерного материала в органическом растворителе. В качестве оборотной воды может быть использована сточная вода после биологической очистки. В качестве водостойкого полимерного материала используют эпоксидную смолу или фторопласт 42-Л, а в качестве органического растворителя - ацетон. При плотности тока на аноде менее 12 А/м2, а на катоде менее 4 А/м2 подавление жизнедеятельности микроорганизмов в оборотной воде существенно снижается, что вызывает биообрастание поверхности оборудования и градирни. При увеличении плотности тока на электродах соответственно выше 50 А/м2 на аноде и 15 А/м2 на катоде возрастает скорость разрушения анода, что приводит к снижению срока его использования.

Пример 1. Обработке подвергают биологически очищенную сточную воду с общим микробным числом (ОМЧ) 2,1 • 105 в 1 см3.

Для пропитки анода раствором на основе эпоксидной смолы используют состав, включающий, мас.%.:
Эпоксидная смола ЭД-20, ГОСТ 10587-84 - 8,0
Отвердитель МТГФА (изо-метил-тетрагидрофталиевый ангидрид) ТУ 6-09-3321-73 - 6,0
Ускоритель УП-606/2, ТУ 6-09-4136-75 - 0,5
Ацетон - Остальное
В ацетон вносят эпоксидную смолу, после 5-10-минутного перемешивания добавляют отвердитель и ускоритель, смесь перемешивают и ею под давлением пропитывают анод. При этом происходит блокирование пор анода отвержденной эпоксидной смолой.

Электрообработку ведут при плотности тока на аноде 12 А/м2, на катоде 4 А/м2 при удельной гидравлической нагрузке 50 м3/(м2• ч).

Через 30 мин обработки ОМЧ снижается на 50-60%, а через 60 мин обработки число бактерий в 1 см3 составляет 3-30, что соответствует ГОСТу 2874-82 "Вода питьевая". Результаты обработки приведены в таблице.

Пример 2. Обработке подвергают воду, как в примере 1. Плотность анодного тока 30 А/м2, катодного тока 9,1 А/м2 и удельная гидравлическая нагрузка 100 м3/(м2• ч).

Для обработки анода раствором на основе фторопласта используют состав, включающий, мас.%:
Фторопласт 42-Л, ГОСТ 25428-82 - 9,0
Уксусная ледяная кислота - 6,0
Ацетон - Остальное
Поры анода блокируются отвержденным фторопластом.

Результаты обработки приведены в таблице.

Сравнение эффективности противонакипной защиты при электрической обработке оборотной воды состава: общая жесткость 6,0 мг•экв/л, сульфаты 200 мг/л, хлориды 50 мг/л, железо (Fe2+) 1,1 мг/л, сухой остаток 590 мг/л, pH 7.2 по известному способу и по предложенному приведено в таблице.

Как видно из таблицы, при использовании необработанного анода (прототип) и плотности тока на аноде 20-30 А/м2 скорость его разрушения составляет соответственно 2 и 4 г/(м2•ч), время эксплуатации до замены сокращается до 4-9 мес.

Использование обработанного анода по предложенному способу позволяет увеличить плотность тока до 50 А/м2 и соответственно гидравлическую нагрузку на электроды до 125 м32• ч) без снижения эффективности противонакипной защиты, при этом скорость разрушения анода снижается не менее чем в 1,5 раза. С увеличением плотности тока до 60 А/м2 скорость разрушения анода возрастает до 3,8 г/(м2•ч). Увеличение удельной нагрузки на электроды по оборотной воде до 150 м3/(м2•ч) приводит к снижению противонапикного эффекта.

Обработка оборотной воды по предлагаемому способу обеспечивает снижение скорости разрушения анода и соответственно увеличение срока его службы в 1,5-2 раза, а также подавление развития микроорганизмов, исключение биообрастания поверхностей оборудования и градирни, что особенно важно при использовании для подпитки оборотной системы биологически очищенной сточной воды.

Похожие патенты RU2120916C1

название год авторы номер документа
Способ предотвращения осаждения накипи на теплообменных поверхностях 1985
  • Найманов Аубекир Ягопирович
  • Никиша Сергей Борисович
  • Ковтун Сергей Владимирович
  • Надтока Анатолий Трофимович
SU1555295A1
СПОСОБ СГУЩЕНИЯ ТЕКУЧЕГО ОСАДКА СТОЧНЫХ ВОД 1996
  • Ткаченко Ю.Г.
  • Борткевич С.В.
  • Проненко А.Н.
  • Иванин В.П.
RU2092457C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ ПОТОКОВ 1993
  • Янковский А.А.
  • Сергеев В.В.
  • Пелевин Л.А.
  • Риц В.А.
  • Янковская Г.Ф.
  • Веденеев А.А.
RU2087423C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ 1990
  • Федотов Г.П.
  • Кравцов В.А.
  • Уваров А.Д.
  • Зинченко В.М.
  • Буткеев В.Г.
  • Блохин Н.Н.
  • Аваргин В.А.
RU2038319C1
ЭЛЕКТРОД ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1996
RU2110619C1
ЭПИЛАМИРОВАННЫЙ ПОРИСТЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2005
  • Гайдар Сергей Михайлович
  • Серяков Аркадий Владимирович
  • Захаров Леонид Павлович
  • Васильев Дмитрий Евгеньевич
RU2283322C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД 1996
  • Дзюбинский Ф.А.
  • Калашников В.И.
  • Терехов В.И.
  • Феофанов В.А.
RU2112750C1
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР-РЕАКТОР УСТРОЙСТВА ПОЛУЧЕНИЯ ГУМИНОСОДЕРЖАЩЕГО ПРОДУКТА 2009
  • Алейников Андрей Анатольевич
RU2413797C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ОБОРОТНОЙ ВОДЫ ФЛОТАЦИИ С УМЕНЬШЕНИЕМ СОДЕРЖАНИЯ В НЕЙ ИОНОВ КРЕМНИЯ И КАЛЬЦИЯ 2023
  • Дьяконов Сергей Юрьевич
  • Карелин Владимир Николаевич
  • Ковальчук Павел Макарович
  • Попов Алексей Анатольевич
RU2814353C1
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО АНТИКОРРОЗИОННОГО ПОКРЫТИЯ БАРЬЕРНОГО ТИПА 2008
  • Буков Николай Николаевич
  • Горохов Роман Вячеславович
  • Левашов Андрей Сергеевич
  • Мнацаканова Елена Юрьевна
RU2394058C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 120 916 C1

Реферат патента 1998 года СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОСАЖДЕНИЯ НАКИПИ НА ТЕПЛООБМЕННЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ

Использование: в системах водоснабжения и отопления промышленных предприятий для предотвращения осаждения накипи на поверхностях теплообменного оборудования. Сущность изобретения: позволяет повысить производительность процесса за счет снижения скорости разрушения анода и соответственно увеличить срок его службы при сохранении высокой эффективности противонакипной защиты оборудования, а также повысить степень обеззараживания обработанной воды за счет того, что оборотную воду перед подачей ее в теплообменник пропускают через систему электродов: графитовый анод, предварительно обработанный раствором водостойкого полимерного материала в органическом растворителе, катод, подключенный к источнику постоянного тока, при плотности тока на аноде 12 - 50 А/м2, на катоде 4 - 15 А/м2 и удельной гидравлической нагрузке на электроды 50 - 125 м32 • ч, при этом в качестве оборотной воды используют сточную воду после биологической очистки, в качестве водостойкого полимерного материала используют эпоксидную смолу или фторопласт 42 - Л, а в качестве органического растворителя - ацетон. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 120 916 C1

1. Способ предотвращения осаждения накипи на теплообменных поверхностях, включающий электрообработку циркуляционной воды перед подачей ее в теплообменник с использованием графитовых анодов и катодов, подключенных к полюсам источника постоянного тока, отличающийся тем, что графитовые аноды предварительно обрабатывают раствором водостойкого полимерного материала в органическом растворителе, а электрообработку циркуляционной воды ведут при плотности анодного тока 12 - 50 А/м2, катодного тока - 4 - 15 А/м2 и удельной гидравлической нагрузке на электроды 50 - 125 м3/(м2•ч). 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве циркуляционной воды используют биологически очищенную сточную воду. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве водостойкого полимерного материала используют эпоксидную смолу или фторопласт-42 Л, а в качестве органического растворителя - ацетон.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1998 года RU2120916C1

Способ предотвращения осаждения накипи на теплообменных поверхностях 1985
  • Найманов Аубекир Ягопирович
  • Никиша Сергей Борисович
  • Ковтун Сергей Владимирович
  • Надтока Анатолий Трофимович
SU1555295A1

RU 2 120 916 C1

Авторы

Камалеев С.Х.

Давыдова П.А.

Тимин К.И.

Даты

1998-10-27Публикация

1997-03-17Подача