Спосіб антинакипної обробки води

Спосіб антинакипної обробки води, що включає омагнічення декарбонізованої води, який відрізняється тим, що перед омагніченням воду насичують парамагнітним газом, причому як парамагнітний газ використовують кисень (О2) або оксид азоту (NО). Винахід відноситься до фізичних методів підготовки води, зокрема, до її магнітної обробки, і може бути використаний для попередження накипу і осадкоутворень в теплообмінному обладнанні. Відомий спосіб магнітно-гідравлічної обробки шляхом пропускання води через систему постійних магнітів, яка має гідравлічний канал [Патент України №25228, 6 С02F1/48; Е21В37/00, 1998] [1]. Нами встановлено, що даний спосіб не ефективний для обробки води, яка містить вільну (агресивну) вуглекислоту. Найбільш близьким до винаходу за технічною суттю і досягнутим результатом є спосіб підготовки води шляхом її магнітної обробки [Патент України №32065, 6 С02F1/48, 2000] [2]. Згідно з цим способом на воду перед її магнітною обробкою впливають фізичними або хімічними методами до одержання перенасичення за накипоутворювачами (солями жорсткості). Перенасичення вмісту накипоутворювачів досягається видаленням вільної вуглекислоти підігрівом або декарбонізацією води шляхом її вапнування, деаерації, амінування або вакуумної обробки. Магнітна обробка декарбонізованої води дозволяє практично повністю видалити з води тимчасову гідрокарбонатну жорсткість. В описі способу [2] відсутні дані про те, яка частина утвореного після магнітної обробки води карбонату кальцію залишається в обробленій воді, а яка осідає на стінках теплового обладнання. Хімічним аналізом накипу лами встановлено, що 5070% карбонату кальцію, видаленого з води після її магнітної обробки за способом [2] осідає на стінках теплообмінника [Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. - М.: Химия, 1984. - 447с. [3]. Недоліком способу [2] є те, що значна частина карбонату кальцію кристалізується не в об'ємі води, а на поверхні теплообмінника. Спільними суттєвими ознаками способу [2] і заявленого є магнітна обробка і декарбонізація води. Причинами, які перешкоджають одержанню необхідного технічного результату - зменшення накипоутворення - є проведення процесу магнітної обробки води в умовах, які не виключають відкладення солей жорсткості на стінках теплообмінника. (19) UA (11) 84580 (13) C2 (21) a200605535 (22) 22.05.2006 (24) 10.11.2008 (46) 10.11.2008, Бюл.№ 21, 2008 р. (72) ГОНЧАРУК ВЛАДИСЛАВ ВОЛОДИМИРОВИЧ, UA, БАГРІЙ ВАСИЛЬ АНДРІЙОВИЧ, UA, ЧЕБОТАРЬОВА РАЇС А ДМИТРІВН А, UA, БАШТАН СОФІЯ ЮРІЇВНА, U A (73) ІНСТИТУТ КОЛОЇДНОЇ ХІМІЇ ТА ХІМІЇ ВОДИ ІМ. А.В.ДУМАНСЬКОГО Н АЦІОН АЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ Н АУК УКРАЇНИ, UA (56) UA 25228, C02F 1/48, E21B 37/00, 1998 UA 32065, C02F 1/48, 2000 GB 858781, B01J19/08, C02F 1/48, C23F 15/00, 1961 3 84580 4 Задачею винаходу є розробка способу антинагідравлічного каналу сприяє підвищенню ефективкипної обробки води, основаного на магнітній обності антинакипної обробки води. робці попередньо декарбонізованої води в умовах, Для визначення ефективності антинакипної які сприяють практично повній кристалізації карбообробки омагнічену в такий спосіб воду підігріванату кальцію в об'ємі води, а не на стінках теплоють на водяній бані до 80-100°С і охолоджують до вого обладнання. кімнатної температури протягом 1 години. УтвореПоставлена задача вирішується способом анну суспензію кристалів карбонату кальцію фототинакипної обробки води, який включає омагнічуграфують з допомогою оптичного мікроскопу ванням попередньо декарбонізованої води, в якоPolivar, а висушений осад досліджують методом му, згідно з винаходом, перед омагнічуванням рентгенографічного аналізу за допомогою рентгеводу насичують парамагнітним газом; причому, як нівського дифрактометра ДРОН з фільтрованим парамагнітний газ використовують кисень (О2), або СоКa випромінюванням для визначення кристалооксид азоту (NО). графічної форми карбонату кальцію. За даними Нами встановлено, що заявлений режим анфото- і рентгеноструктурного аналізу в обробленій тинакипної обробки вибраний із умов, які стимуза пропонованим способом воді залишається 93люють об'ємну кристалізацію карбонату кальцію, 95% накипоутворювача - карбонату кальцію. що сприяє зменшенню накипоутворення на стінках Приклад виконання за винаходом. теплообмінника. Проводять декарбонізацію оброблювальної Відомі три форми карбонату кальцію: кальцит, води барботуванням балонного аргону протягом арагоніт і ватеріт. На відміну від інши х модифікацій 15хв. Декарбонізовану воду насичують молекулякарбонату кальцію, ромбоедричного кальциту і рним киснем протягом 7хв. Декарбонізовану і напелюсткоподібного ватеріту, тільки для голкоподісичену киснем воду з допомогою перистальтичнобного арагоніту характерна кристалізація в об'ємі го насосу пропускають зі швидкістю 0,15м/с через розчину [Присяжнюк В.А. Физико-химические оссистему постійних магнітів, яка має гідравлічний новы предотвращения кристаллизации солей на канал (Фіг.1). Для визначення ефективності антитеплообменных поверхностях / Сантехника и вонакипної обробки омагнічену в такий спосіб воду доснабжение. - 2003. - №10] [4]. Після магнітної підігрівають в скляній колбі на водяній бані до обробки води запропонованим методом кристали 100°С і охолоджують до кімнатної температури арагоніту, які мають низьку адгезію до стінок теппротягом 1 год. Підігрів обробленої води спричилообладнання і низьку когезію між собою, виноняє спонтанну об'ємну кристалізацію карбонату сяться за межі теплообмінника і поступово осідакальцію. Поодинокі прозорі кристали карбонату ють у відстійниках, звідки їх періодично кальцію на стінках колби легко змиваються при видаляють. Таким чином, співвідношення в омагструшуванні води. Основна ж маса осаду при охоніченій воді арагоніту, для якого характерна крислодженні води концентрується на дні колби. Після талізація в об'ємі води, з одного боку і кальциту декантації надлишку води суспензію карбонату плюс ватеріту, які переважно кристалізуються на кальцію, що залишилася на дні колби, фотограстінках теплообмінника, з другого може слугува ти фують під мікроскопом Polivar, а висушений осад мірилом ефективності антинакипної обробки води. досліджують за допомогою рентгенівського дифНаведена сукупність суттєви х ознак заявленорактометра ДРОН з фільтрованим СоКa випроміго способу антинакипної обробки води є необхіднюванням. ною і достатньою для досягнення забезпечуваного На Фіг.2 і 3 приведені мікрофотографії частивинаходом технічного результату - зменшення нок карбонату кальцію при збільшенні в 140 (а) та накипоутворення на стінках теплового обладнання 600 (б), утворених в результаті магнітної антинадо 5-7%. кипної обробки води запропонованим способом в Спосіб реалізується таким чином. Проводять присутності кисню (Фіг.2) в оброблювальній воді і декарбонізацію оброблювальної води барботуванза його відсутності (Фіг.3). Із приведених на Фіг.2, 3 ням інертного газу (балонного гелію або аргону) даних видно, що при наявності в воді парамагнітпротягом 10-15хв. Декарбонізовану воду насичуного кисню доля голкоподібного арагоніту складає ють парамагнітним газом (киснем або оксидом 95%, тоді як за його відсутності лише 30%. Аналоазоту) протягом 5-10хв. Декарбонізовану і насичегічний результат одержаний методом рентгенофану парамагнітним газом воду за допомогою перизового аналізу. При використанні як парамагнітностальтичного насосу пропускають зі швидкістю 0,1го газу оксиду азоту накипоутворення на стінках 0,15м/с через систему постійних магнітів з гідравтеплового обладнання складає 7%. При цьому лічним каналом, яка представлена на Фіг.1. Гідра93% карбонату кальцію залишається в розчині у влічний канал утворений двома коаксіальнo розвигляді голкоподібного арагоніту. ташованими скляними трубками 1 і 2 таким чином, Таким чином, основною перевагою запропонощо оброблювальна вода протікає тільки в щілині 3 ваного способу, в порівнянні з відомим, є суттєве між трубками. Магнітна система включає 4 пари зменшення накипоутворення на стінках теплообпостійних магнітів з коерцитивною силою 750Е і мінника з 50-70% до 5-7% за рахунок збільшення залишковою індукцією 50мТл. Магніти 4, 5 розтавмісту в воді голкоподібного арагоніту з 30-50% до шовані різнойменними полюсами один до одного 93-95%, для якого характерна кристалізація в об'по обидва боки гідравлічного каналу таким чином, ємі розчину. що кожна наступна пара магнітів відштовхується Запропонований спосіб пропонується викорисвід попередньої. Поєднання однорідного магнітнотати для антинакипної обробки води теплового го поля всередині кожної пари з "магнітним удаобладнання. ром" в щілині між парами і використана форма 5 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 84580 6 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601