Способ магнитной обработки воды Советский патент 1984 года по МПК C02F1/48 C02F103/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике, химической технологии и может использоваться преимуществе но для снижения накипеобраэоваиия в теплообменном оборудовании, а так же для интенсификации процессов фло куляции в обогатении полезных ископаемых и улучшения процесса магнитного фильтрования железосодержащих примесей. Способ магнитной обработки воды широко применяется для снижения низкотемпературного отложения солей в теплосетях, системах охлаждения и для улучшения флокуляционных характеристик пульп. Известен способ магнитной обра-, ботки воды, включающий наложение поперечного магнитного поля на пото воды в каналах различной формы перед его дальнейшим технологическим использованием 1. .Известный способ наиболее эффективен при обработке малых расходов воды, однако при обработке больших расходов (1000 и ) его эффективность незначительная. Это обусловлено тем, что при магнитной обработке воды в ней образуются зародыши кристаллизации соЛей жесткос ти в количестве достаточном, чтобы уменьшить отложение солей на поверхности теплообмена. Концентрация Зародышей зависит от степени развитости поверхности рабочего канала магнитного аппарата, омываемого водой.Начиная с некоторого ее значения концентрация зародышей резко, падает, снижая эффективность способа. При увеличении производительности магнитных аппаратов увели чивают эквивалентный диаметр рабоче канала, снижая таким образом величи ну омываемой поверхности и одновременно эффективность способа. Цель изобретения - повышение эффективности магнитной обработки вод Указанная цель достигается тем, что согласно способу магнитной обра ботки воды перед ее поступлением в теплообменный аппарат, заключакячему ся в пропускании потока через рабочий канал магнитного аппарата при н ложении на него поперечного магнитного поля, воду обрабатывают в рабо чем канале при следукадем соотношени 2-102 баО мгде S - площадь поверхности смачива ния обрабатываемой воды в р бочем канале; V - объем обрабатываемой жидкос Выбор соотношения 2-10 .бЮ м основывается на опытных даннЕлх. Проведены две серии опытов, которых магнитной обработке подверг ют воду общей жесткостью 5,6- - . 6,6 мг экв/л, щелочностью б 7 мг экв/л. Напряженность магнитног поля в зоне обработки составляет 10 А/м. Одинаковые гидродинамические условия обеспечивают стабилизацией величины мелких турбулентных пульсаций скорости воды Л (2-4) - 10 м в рабочем канале, определяемых по фор39,1. .п (А) сЗд - эквивалентный дигииетр рабочего канала магнитного аппарата ( (S/V)- ) ; число Рейнольдса потока воды в рабочем канале магнитного аппарата (Re Vd, / -) ) , V - среднерасходная скорость; (л)- кинематическая вязкость, В зависимости от величины пульсации, скорости и давления в .жидкости оказывают активное гидродинамическое воздействие на образующиеся при магнитной обработке зародыши кристаллизации и определяют гидродинамический режим противонакипной магнитной обработки воды. В первой серии опытЬв исследуют эффективность снижения карбонатных отложений в проточном теплообменнике в зависимости от величины, внутреннего дигилетра цилиндрической трубки (D 3, 4, 9, 20 и 48 мм) при протекании в обработке, во второй серии зависимость М от разного количества п/ размещенных внутри канала с D 20 мм цилиндрических трубок п 6,8 с dj 5,75 мм, dg 4 мм. Для первой серии опытов S/V 4/D, а для второй серии S/V определяют по формуле S/V 4tD-fn(dH+ dB)(d , Высокая эффективность магнитной обработки достигается в рабочем канале с S/V :}, (2-6) м-1. С целью экономии металла дополнительных жидкостепроводов, размещенных в рабочем кана- уменьшения гидравлического сопротивлений оптимальной отношение S/V принято равным от 2-10 до 6 -102 мЧ Применение способа заключается в использовании при магнитной обработке рабочих каналов с 2 ао м-iS/Vi; 6-102 м. Эта величина рассматривается сак один из основных конструктивных критериев магнитных аппаратов. В зависимости от производительности магнитного аппарата определяют площадь поперечного сечения рабочего канала Fg (трубчатого, кольцеобразного, прямоугольного или других конФигурации) . Затем, испо.пьзуя соотношениеS/V /kFo (2-6) 10 которое справедливо для случая параллельных образукядих поверхностей смачивания в рабочем канале ( / fk ЯА УК омываемый водой, периметр поверхности поперечного сечения собственно рабочего канала магнитного апттарата; рд - омываемый водой периметр поперечного сечения дополнительно размещенной поверх HOCTrt в рабочем канале магнитного аппарата; У/О,92 - среднее значеяие коэффициента перекрытия площади живого сечения рабочего канала пот верхностью (пластинс1ми, трубками и другими) толщиной не более 1 мм для условия s/V(2-6)102 M - в отсутствии дополнительной поверхности) определяютflfk f F(2-6 vlO . В случае, если то необходимо разместить в рабочем канале дополнительную поверхность с рд Рд -рц. После этого магнитный аппарат эксплуатируют в известном режиме. Если i то в рабочем канале размещение дополнительной поверхности не производится. При разработке аппаратов их конструируют таким образом, чтобы соот ношение S /V рабочего канала аппарата лежало в указанных пределах. Этого можно добиться, например, с помощью решеток, вьтолненных из тон костенных пластин, чтобы их продоль ная ось совпадала с осью рабочего канала магнитного аппарата. -Пример. Для пропуска задан ного расхода воды из конструктивных и технологических соображений определено сечение рабочего канала прям угольной формы площадью 0,03 м и сторонами ,0,3 и 0,1 м. Периметр fд 0,03-2-ю -6 м, а Як м, т.е. / / - Д 5,2 м.Необходимого Д , можно достичь, например, размеШёнием в прямоугольном живом сечении рабочего канала параллельно меньшей стороне 26 равномерно расположенных тонкостенных пластин (толщиной менее 1 мм) длиной в профиле поперечного сечения рабочего канала по л/О, м каждая, при этом получаемое отношение S/V « 2 10 м. Способ магнитной обработки воды осуществляется в магнитных аппаратах различной производительности. В отечественной промышленности наиболее эффективными являются магнитные аппараты типа АЗТМ или ОМУ, для которых , т.е. соответствует оптимальному соотношению. Однако расход обрабатываемой воды п этих аппаратах не превышает 25 . При более же высоких расходах, как правило, увеличивается и рабочий зазор для прохода жидкости, что влечет уменьшение отношения S/V. Магнитные аппараты, рассчитанные на более высокую производительность,оказываются менее эффективными. Таким образом, благодаря дополнительной поверхности (тонкостенных трубок, пластин и т.д.), с целью увеличения S/V до в рабочем канале аппарата, эффективность обработки возрастает более чем в 2-3 раза.

СПОСОБ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ перед поступлением в теплообменный аппарат, заключающийся в пропубканйи потока через рабочий канал магнитного при наложении на него поперечного магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повьпиения эффективности магнитной обработки, воду обрабатывают в рабочем канале при следующем соотношении 10 м- 2 .10 м-iS/V 4 6 где S - площадь поверхйости смачивания обрабатываемой воды в рабочем канале; V - объем обрабатываемой жидкости.