СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ Российский патент 2004 года по МПК C02F1/48 C02F103/02 

Изобретение относится к области подготовки (обработки) воды с целью дальнейшего применения ее в различной теплообменной аппаратуре - паровых и водяных котлах, бойлерах, теплообменниках и т.д.

Известно значительное число отечественных и зарубежных разработок по способам и методам обработки воды с целью снижения (уменьшения) солевых отложений на рабочих поверхностях нагрева теплообменного оборудования. Наибольшее число работ посвящено применению для этих целей магнитных и электромагнитных полей (например, В.И. Классен. Обработка водных систем. - М.: Наука, 1982 г.).

Известен способ предотвращения отложений (накипеобразования) в теплообменных аппаратах (авт. свид. СССР 731839, 1977 г.). В известном способе воду подвергают воздействию электрогидравлических ударов перед подачей ее в теплообменный аппарат. Как показал опыт практической эксплуатации, изобретение имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что для каждого конкретного физико-химического состава воды требуется предварительно проведение опытно-экспериментальных работ по определению оптимальных режимов работы ЭГЭ (электрогидравлической устаноки), а это в свою очередь сдерживает практическое внедрение.

В качестве прототипа нами использовано изобретение (авт. свид. СССР 835075, кл. С 02 F 1/48, 1979 г.). Известный способ подготовки воды включает воздействие на нее электрического поля и отличается тем, что с целью повышения эффективности подготовки путем снижения скорости роста отложений накипеобразующих солей воду дополнительно подвергают озонированию.

Изобретение имеет существенные недостатки:
1. Трудность (сложность) определения оптимальной напряженности электрического поля.

2. Невозможность регулирования частоты электрического поля.

3. Регулировка концентрации озона для вод с различным солесодержанием предполагает использование специальной достаточно дорогостоящей аппаратуры и значительных энергетических затрат, что сдерживает широкое практическое внедрение.

Техническое решение поставленной задачи заключается в повышении эффективности обработки воды за счет выбора оптимальных значений частоты и напряженности электрического поля и расширения технологических возможностей.

Задача достигается за счет того, что предлагаемый способ подготовки воды перед подачей ее в теплообменную аппаратуру, включающий воздействие на нее электрического поля, отличается тем, что вода перед подачей ее в теплообменную аппаратуру подвергается воздействию электрического поля напряженностью ~100-300 кВ/м и частотой переменного тока в пределах 50-500 Гц.

Новизна предлагаемого технического решения заключается в универсальности предлагаемого метода(способа), позволяющего для вод с различным физико-химическим составом, имеющим различные характеристики по общему солесодержанию, щелочности и т.д., подобрать оптимальные значения основных характеристик электрического поля, а именно по частоте и напряженности электрического поля, как показали проведенные нами эксперименты для вод с общим солесодержанием от 1 до 22 мг экв/кг и щелочностью от 4 до 8 pН (используемых из скважин региона юга Российской федерации). Приведенные нами диапазоны по напряженности и частоте электрического поля являются оптимальными, т.е. наиболее эффективными с точки зрения обеспечения практически безнакипного режима работы теплообменного оборудования.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена заявляемая совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне разработки.

На чертеже схематически представлена аппаратура для осуществления предлагаемого способа.

Вода, подлежащяя обработке, поступает по трубопроводу 1 на вход теплообменного аппарата 2 (для примера взят обычный теплообменник), при этом в трубопроводе 1 имеется участок 3, выполненный из диэлектрика (например, отрезок резинового шланга), с внешней стороны которого размещены две металлические пластины 4 (материал любой: аллюминий, сталь, медь и т.д), подключенные к выходу высоковольтного трансформатора 5, вход которого в свою очередь подключается к выходу статического преобразователя частоты 6.

Способ осуществляется следующим образом.

При подаче воды включается статический преобразователь 6, выход которого подается на первичную обмотку высоковольтного трансформатора 5, вследствие чего между пластинами 4 создается высоковольтное поле, напряженность которого определяется по известной формуле

где U - напряжение приложенное к пластинам, В;
l - расстояние между пластинами, м.

Изменяя частоту и напряженность электрического поля, статическим преобразователем 6 и трансформатором 5 устанавливаем оптимальные режимы, при которых обеспечивается минимальная скорость роста солевых отложений (накипи) на рабочих поверхностях нагрева, в нашем примере на внутренних поверхностях трубок теплообменника.

Предложенный способ не требует для практической реализации сложной и энергоемкой аппаратуры и позволяет более эффективно решать поставленную задачу.

Пример подготовки воды. Включают статический преобразователь частоты 6 (чертеж) и устанавливают частоту переменного тока в 500 Гц. Выход преобразователя соединен с входом высоковольтного трансформатора 5, выход которого подключен к пластинам 4, при этом напряженность электрического поля устанавливается на уровне 300 кВ/м. Затем на вход включается вода, подлежащая обработке, которая поступает на теплообменный аппарат. Предложенный способ обработки позволяет практически обеспечить безнакипный режим работы.

Изобретение относится к способам подготовки воды для дальнейшего ее использования в теплообменной аппаратуре с целью обеспечения безнакипного режима работы. Способ подготовки воды перед подачей ее в теплообменную аппаратуру включает воздействие на нее электрического поля. Вода перед подачей ее в теплообменную аппаратуру подвергается воздействию электрического поля напряженностью 300 кВ/м и частотой переменного тока 500 Гц. Такое техническое решение позволяет обеспечить безнакипный режим работы практически любого типа теплообменной аппаратуры. 1 ил.

Способ подготовки воды перед подачей ее в теплообменную аппаратуру, включающий воздействие на нее электрического поля, отличающийся тем, что вода перед подачей ее в теплообменную аппаратуру подвергается воздействию электрического поля напряженностью 300 кВ/м и частотой переменного тока 500 Гц.