Способ предотвращения отложений сульфата кальция Советский патент 1981 года по МПК C02F5/00 C02F1/02 C02F1/48 C02F103/16 

Изобретение относится к очистке воды в металлургической и химической промышленности и может быть использовано для обеспечения безнакипного режима в выпарных и теплообменных ап паратах. Известен способ предотвращения карбонатных отложений обработкой воды магнитным полем с предварительным введением гуминовых веществ til . К недостаткам этого способа можно отнести термическую нестойкость гуми новнх кислот, которые при длительной термообработке осмоляются и теряют свои свойства, применимость способа только для карбонатных отложений,что обусловлено спецификой кристаллизации карбоната кальция. При использовании данного способа в многократном упаривании сульфатсодержащих растворов вследствие термической деструкции гуминовых кислот и способности шлама сульфата ксшьция к схватыванию .не исключается возможность слеживани гипса и образования отложений. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущност.и и достигаемому результату является способ, основанный на использовании магнитного поля для снижения накипеобразования при нагреве высокоминерализованной , воды. Способ заключается в предварительной магнитной обработке воды, содержащей хлориды и сульфаты кальция и магния, и в последующей термообработке до 80°С 2. Противонакипный эффект достигает 80%. Основным недостатком известного способа является остаточное накипеобразование на теплопередагащих поверхностях. Цель изобретения - повышение степени противонакипного эффекта. Поставленная цель достигается теМ, что в жидкость после обработки магнитным полем вводят поверхностьзо-активное вещество. Причем ПАВ вводят в количестве 0,005-0,05 вес.ч. на 1 вес.ч. сульфата кальция. С повышением температуры растворимость сульфата кальция снижается.Имея обратную растворимость, сульфат кальция склонен к образованию пересыщенных растворов при 50-70°С. При магнитной обработке в диапазоне этих Tei neратур снимается пересыщение и наблюдается интенсивная объемная кристаллизация. При повышении температуры выше растворимость сульфата

кальция резко падает. По мере исчезновения магнитной памяти в растворе и повышения температуры теплопередающей поверхности, кристаллический, рыхлый сульфат кальция начинает схватываться. Происходит и вторичное накипеобразование, характерное только для сульфата кальция.

Поверхностно-активное вещество, дозируемое в жидкость после магнитной обработки, адсорбируется на центрах кристаллизации сульфата кальция, образуя мономолекулярную пленку,которая препятствует дальнейшему росту кристаллов и срастанию их между собой с образованием прочных структур.

Дозировка поверхностно-активного вещества менее 0,005 вес.ч не обеспечивает предотвращение отложений, дозировка поверхностно-активного вещества выше 0,05 вес.ч. усиливает эффект стабилизации пересыщения по сульфату кальция, что. ухудшает процесс кристаллизации его из раствора.

Пример. Воду, содержащую растворенный сульфат кальция, подвергают обработке магнитным полем, ввоцят поверхностно-активное вещество,

и термообрабатывнют iуваривают в

выпарной установке).

Обработку магнитным полем .осуществляют на установке с электромагнитом, с регулируемым зазором и площадью сечения магнитопровода 108 см . Питание магнита осуществляют от выпрямительного устройства ВСА-5К.

Режимы обработки магнлтным полем: напряженность магнитного поля 80 кА/м, скорость потока 0,3 м/с, время омаг-. ничивания 6с.

В качестве поверхностно-активных веществ испытывают препараты анионноактивные (сульфанол НП-3),неионогенные (ОП-10), высокомолекулярные {Na-карбоксиметилцеллюлоза КМЦ) .Эффект совместного действия магнитной 5 обработки и ПАВ мало зависит от свойств ПАВ.

Термообработку осуществляют на стеклянной лабораторной выпарной установке с вынесенной зоной кипения и естественной циркуляцией раствора..

Состав упариваемого раствора,г/кг: CaS04 2,38, NaCI 4,25, NaNOj 2,3.

Кратность упаривания 10-20 раз.

Равновесную концентрацию сульфата кальция считают с учётом температуры и. солесодёржания раствора. Отложения сульфата кальция на стенках выпарного аппарата растворяют в соляной кислоте и анализируют.

звестный способ 10 б 80

20

Предлагаемый

2,48 65,43

1,048 9,6 33,33 1,12

80

1,13

80 80 80 80 80 80 80 80 80

б б б б б б б б б

1,04 1,16 1,04 1,37 1,27 2,08 1,80 2,38

В таблице приведены данные, характеризующие влияние магнитного поля и ПАВ на эффективность предотвращения отложений сульфата кальция.

Способ позволяет обеспечить безнакипный режим выпарных установок,что повыгиает произ-водительность теплообменных аппаратов на 10-15% и увеличивает срок их эксплуатации в 2-3 раза. Капитальные затраты при этом уменьшаются на 15-20%.

Время работы выпарных установок между отключениями на их чистку увеличивается в 3-4 раза, что уменьшает эксплуатационные затраты.

Формула изобретения

25 работку жидкости магнитным полем с последующей термообработкой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени противонаг кипного эффекта, в жидкость после обработки магнитным полем вводят по30верхностно-активное вещество.

Источники .информации, принятые во внимание при-экспертизе

2.Труды Московского энергетического института (тематический сборник) . М., 1976, вып . 309, с. 55-60 (прототип).