Способ защиты от накипеобразования поверхностей труб, теплообменников и емкостей в водных средах Советский патент 1990 года по МПК C02F1/48 C02F5/00 C02F103/02 

Изобретение относится к защите от накипеобразования внутренних поверхностей металлических и неметалличес- ких труб, теплообменников и емкостей, контактирующих с водами и водными средами.

Цель изобретения - повышение эффективности противонакипной обработки, в том числе при скоростях движения водной среды до 20 м/с.

Способ состоит в том, что на движущуюся водну среду вначале воздействуют электрическим переменным полем с частотой 2000-2СООО Гц при напряжении на электродах 9-12 В, а затем движущуюся водную среду обрабатывают магнитным полем с напряженностью 700-2000 Э,

Например, повышение эффективности противонакипной обработки достигается последовательным пропусканием водной среды вначале полукруглыми электродами (по форме трубы), установленными внутри трубы, на которые подается переменный ток частотой 2000-20000 Гц и напряжением 9-12 В, а затем через кольцевой постоянный магнит либо зазор магнитопровода, создающий магнитное поле напряженностью 700-2000 Э, укрепленный снаружи трубы. При установке в металлической трубе электроды изолируются от нее. Напряжение на электродах менее 9 В и частота тока менее 2000 Гц, а также напряженность магнитного поля менее 700 Э снижают эффективность противонакипной обработки. Напряжение на электродах более 12 В, частота тока более 2-000 Гц и напряженность магнитного поля более 2000 Э нецелесообразны, так как практически не повышают эффективность противонакипной

ел j

обработки. Изменение последовательности обработки, т.е. обработка водной среды вначале магнитным, а затем электрическим полем, не дает положительного эффекта.

Пример 1. Природная вода состава, мг/л: Caj 63,0; М§гч 17,0; Na++ Kf 28,6; НСО 184; СГ 15,0, при 80°С пропускается через систему пластмассовых труб диаметром 4,8 см. Вода последовательно проходит между двумя полукруглыми (по форме трубы) изолированными друг от друга электродами, установленными внутри пластмассовой трубы. Минимальный зазор между электродами составляет 1 см, площадь каждого из элект/j

родов 12 см , материал электродов - нержавеющая сталь 08Х18Н10Т, На электроды подается переменный ток, напряжением 9 В и частотой 2000 Гц, На расстоянии 15 см от электродов (по направлению движения воды) на пластмассовую трубу с наружной стороны насажен кольцевой магнит, создающий магнитное поле напряженностью 700 Э. Скорость течения воды составляет 20 м/с. После 360 ч постоянного пропускания воды измеряют толщину слоя накипи на внутренней поверхности пластмассовых труб. Для определения влияния напряженности магнитного поля на накипеобразование в описанных условиях определяют толщину слоя накипи при обработке воды по- следовательно электрическим полем (9 Б, 2000 Гц), и магнитным полем напряженностью 500; 1500; 2000 2200 Э, В описанных условиях также производится обработка воды магнитным полем (без электрического) с напряженностью 500; 700; 1500; 2000 и 2200 Э (известный способ). Контрольные эксперименты в описанных условиях поставлены с водой, не обработанной электрическим и магнитным полями, а также с водой, обработанной только электрическим полем. Результаты экспериментов приведены в табл. 1.

Таблица

Продолжение табл. 1

Вид обработки

Толщина слоя накипи, мм

0

5

0

5

0

5

Электрическое поле+

магнитное поле (700 Э) 0,4

Электрическое поле+

магнитное поле (1500 Э) 0,3

Электрическое поле+ч

магнитное поле (2000 Э) 0,3

Электрическое поле+

магнитное поле (2200 Э) 0,3

Магнитное поле (500 Э) 5,0

Магнитное пол (700 Э) 4,6

Магнитное поле (1500 Э) 3,4

Магнитное поле (2000 Э) 3,4

Магнитное поле (2200 Э) 3,3

Без обработки8,2

Электрическое поле

(9 В, 2000 Гц)8,2

Электрическое поле

(9 В, 2000 Гц)8,0

Электрическое поле

(12 В, 2000 Гц)8,2

Электрическое поле

(12 В, 2000 Гц)8,1

Пример 2, Для определения влияния напряжения электрического. поля в условиях примера I проводят последовательную обработку воды указанного состава при скорости течения 20 м/с последовательно электрическим полем (2000 Гц) при напряжении на электродах 8; 9; 10; 12; 13; 20 В, а затем магнитным полем с напряженностью 700 Э, Определяют толщину слоя накипи на внутренней поверхности труб через 360 ч пропускания воды. Результаты экспериментов представлены в табл, 2.

Таблица 2

Напряжение на электродах, В

Толщина слоя накипи, мм

Изобретение относится к магнитной обработке водных сред, и касается защиты от накипеобразования поверхности труб, теплообменников, емкостей и позволяет повысить эффективность противонакипной обработки, в том числе при скоростях движения водной среды до 20 м/с. Способ основан на последовательном пропускании водной среды через электрическое поле, создаваемое двумя электродами, на которые подается переменный ток частотой 2000 - 20000 Гц при напряжении 9 - 12 В, а затем через магнитное поле напряженностью 700 - 2000 Э, создаваемое кольцевым магнитом или зазором магнитопровода. 5 табл.

Вид обработки

Толщина слоя накипи, мм

Электрическое поле+ магнитное поле (500 Э)

Пример 3, Для определения влияния частоты подаваемого rta электроды электрического тока в ус51

ловиях примера 1 проводят последовательную обработку воды указанного состава при скорости течения 20 м/с последовательно электрическим полем (напряжение на электродах 9 В) при частоте тока 10001; 2000; 10000; 20000; 21000 Гц, а затем магнитным полем с напряженностью 700 Э. Определяют толщину слоя накипи на внутренней поверхности труб через 360 ч пропускания воды. Результаты экспериментов представлены в табл. 3

Таблица :

Частота тока, Гц

Толщина слоя накипи, мм

Пример 4. Для определения необходимой последовательности стадий обработки водной среды в условиях примера 1 проводят последовательную обработку воды указанного состава при скорости течения 20 м/с последовательно магнитным полем (напряженностью 700 и 2000 Э), а затем электрическим полем (9 В, 2000 Гц , 9 В, 20000 Гц; 12 В, 2000 Гц и 12 В, 20000 Гц). Определяют толщину слоя накипи на внутренней поверхности труб через 360 ч пропускания воды. Результаты экспериментов представлены в табл. 4,

Т аблица4

Магнитное поле (700 Э)+

электрическое поле

(9 В, 2000 Гц)7,9

Магнитное поле (2000 Э) +

электрическое поле

(9 В, 2000 Гц)8,0

Магнитное поле (700 Э) +

электрическое поле

(9 В, 20000 Гц)8,2

Магнитное поле (2000 Э) +

электрическое поле

(9 В, 2000 Гц) 8,0

Продолжение табл.4

Магнитное поле (7000 Э) +

электрическое поле (12 В, 2000 Гц) Магнитное поле (2000 Э) электрическое поле (12В, 2000 Гц) Магнитное поле (700 Э) + электрическое поле (12 В, 2000 Гц) Магнитное поле (2000 э) + электрическое поле (12 В, 2000 Гц)

7,9

7,9

8,1

8,2

При-мер 5. Для выявления эффективности предлагаемой противо- накипной обработки при высоких скоростях движения среды (до 20 м/с) в условиях примера 1 проводят последовательную обработку воды указанного состава при скоростях движения 5; 10; 15; 20; 25 м/с последовательно электрическим полем (напряжение на электродах 9 В, частота тока 2000 Гц), а затем магнитным полем с напряженностью 700 Э. Определяют толщину слоя накипи на внутренней

поверхности труб через 360 ч пропускания воды; Результаты экспериментов представлены в табл. 5,

Таблица 5

35 Скорость движения воды, м/с

Толщина слоя накипи, мм

0,3 0,3 0,4 0,4 2,1

Как следует из анализа результа- тов, полученных в условиях примеров 1-5, противонакипная обработка воды последовательной обработкой ее электрическим полем (током высокой частоты), а затем магнитным полем в ряде случаев в 10-25 раз более эффективна, чем известная обработка только магнитным полем. Исследования показывают, что при обработке электрическим + магнитным полями размеры кристаллов накипи (СаСО, CaSO., MgC03, MgS04 и т.д.) в среднем 1,8- 3,2 раза меньше, чем при обработке воды только магнитным полем. В результате стабильность суспензии со- i

леи жесткости в воде значительно увеличивается, что препятствует от- ложению слоев накипи. Предлагаемый способ может быть использован в ки- нофотопромышленности для предупреждения образования солевых отложений на внутренних поверхностях труб и емкостей, содержащих обрабатывающие фотографические растворы и промывные воды, в системах водопод.готовки теплоэнергетических объектов, в системах водоснабжения, в том числе питьевого, в промышленных системах охлаждения и т.д. Достоинством способа являете отсутствие необходимости дозирования в водные среды про- тивонакипных реагентов, что часто невозможно из-за санитарных требований и технологических условий.

Способ отличается эффективностью,

L

экологической чистотой - безвредностью для человека и окружающей среды,

Редактор Н.Яцола

Составитель С.Декин Техред М.Моргентал

Заказ 1990

Тираж 812

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

а также дешевизной., В качестве источника тока высокой частоты может быть использован любой генератор зву- ковой частоты.

Формула изобретения

Способ защиты от накипеобразова- ния поверхностей труб, теплообменников и емкостей в водный средах, заключающийся в пропускании водной среды вначале через электрическое поле, а затем через постоянное маг- нитное поле, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности противонакипной обработки, в том числе при скоростях движения водной среды до 20 м/с, электрическое поле создают при частоте тока 2000- 20000 Гц, и напряжении на электродах 9-12 В, а напряженность магнитного поля поддерживают 700-2000 Э,

Корректор С.Черни

Подписное