Электромагниттік суды тазарту құрылғысы «Термит

В.В.Банников, т.ғ.д. техника. Ғылымдар
Ecoservice Technohim директоры
(www.etch.ru)

Қақтардың түзілу және қабыршақтану процестері табиғи суда, оның ішінде тұщы суда көп мөлшерде еріген кальций мен магний тұздарының болуымен байланысты екені белгілі. Бұл элементтер адам үшін, флора мен фаунаның дамуы үшін маңызды екені сөзсіз, бірақ олар қазандық пен жылу алмастырғыш жабдықтарды жобалау мен пайдалануда көптеген проблемаларды тудырады. Жылыту құрылғыларындағы, құбырлардағы, кір жуғыш машиналар мен ыдыс жуғыштардағы шөгінділер, сантехникалық құрылғылардағы, плиткалардағы әк шөгінділері, сондай-ақ кальций мен магнийі жоғары сумен жуған кезде құрғақ шаш пен тері бәрімізге таныс.

Судың кермектігі туралы

Табиғи сулар химиялық құрамы жағынан өте алуан түрлі. 500-600 мг/л еріген тұздары бар өзен суларының негізгі қоспалары кальций, магний, натрий, бикарбонат, сульфат және хлорид иондары болып табылады. Төмен минералданған өзен суларында негізінен кальций мен магний иондары болады.

Жер асты суларының тұздылығы жер асты горизонтының пайда болу жағдайларына байланысты және литріне 100-200 мг/л-ден бірнеше граммға дейін өзгереді. Артезиан ұңғымаларының тұщы суларында Са 2+ және HCO 3 2- иондары басым. Бұл иондар барлық минералданған суларда болады. Олардың пайда болу көзі әктас, гипс және доломиттердің табиғи кен орындары болып табылады. Төмен минералданған суларда Са 2+ иондары ең көп болады. Кальций мен магний катиондарының мг-экв/л-мен көрсетілген жалпы концентрациясы судың кермектігін анықтайды.

Судың жалпы кермектігі карбонатты (уақытша) және карбонатты емес (тұрақты) кермектіктердің қосындысы ретінде де анықталады. Карбонатты қаттылық кальций мен магний бикарбонат тұздарының болуына байланысты және қайнаған сумен жойылады. Суды қыздырған кезде бикарбонаттар тұрақсыз көмір қышқылының және кальций карбонаты мен магний гидроксидінің ерімейтін тұнбасының түзілуімен ыдырайды. Карбонатты емес қаттылық суда күкірт, тұз және азот қышқылдарының тұздары түріндегі кальций мен магнийдің болуымен байланысты. Бұл қаттылық қайнату арқылы жойылмайды.

Кермек су айналмалы сумен жабдықтау жүйелеріне, бу және ыстық су қазандықтарын беру үшін, сондай-ақ жылу алмастырғыш жабдықтардың барлық дерлік түрлеріне жарамсыз. Қаттылық тұздарының шөгінділері жылытуға арналған жылу энергиясының айтарлықтай өсуіне және отын шығынының баламалы өсуіне әкеледі. Олар сондай-ақ жылу алмасуға және гидравликалық сипаттамаларға теріс әсер етеді, сорғыны, өшіруді және басқару құралдарын өшіреді, коррозия процестерін жеделдетеді.

Суретте. 1-суретте қаттылық шөгінділерінің қабатының қалыңдығына байланысты жылу энергиясының ысыраптарының тәуелділігі көрсетілген (Lifescience Products LTD, Ұлыбритания бойынша). 3 мм қабат жылу энергиясының 25% сіңіреді, ал қазандықтың немесе қазандықтың қабырғаларында 13 мм өскен болса, онда жылудың 70% қазірдің өзінде жоғалады. Қалыңдығы 10 мм шөгінділер бір жылдан аз уақыт ішінде жиналады. Көбісі жөндеуге, химиялық және механикалық тазалауға, құбырларды және су жылыту жабдықтарын ауыстыруға кететін шығындар деңгейін біледі.

Егер жылуэнергетикалық жабдықты пайдалану кезінде отынның шамадан тыс шығыны тұрғысынан масштаб мәселесін қарасақ, сурет өте ұқсас (2-сурет).

Күріш. 2. Жылыту бетіндегі шкала қабатының қалыңдығына байланысты отынның шамадан тыс шығыны.

Бұл графиктен 5 мм шкала отынның 30%-ға дейін шамадан тыс тұтынуына, ал 10 мм - оның шығынын екі есеге арттыратынын көруге болады.

Жоғары вольтты ғылыми-зерттеу институтының мамандары шкаланың зиянды әсерінің тағы бір маңызды аспектісін - ыстық су (түтін немесе жалын) құбырының қабырғасының температурасының жоғарылауын қарастыруда. Мысалы, күріш. 3-суретте пеш кеңістігіне (температура 1100 °С) орналастырылған су жылытатын экран құбырының қабырғасының температурасының шкала қабатының қалыңдығына тәуелділігі көрсетілген. Деректер жылу өткізгіштіктің әртүрлі масштабтағы мәндері үшін берілген.

Су жағынан қазандықтың жылыту бетіндегі шкала қабатының ұлғаюы ыстық су құбырларының қабырғасының температурасын айтарлықтай арттырады. Өз кезегінде, температураның жоғарылауы металдың созылу беріктігінің де, оның аққыштық шегінің де төмендеуіне әкеледі. Бұл жағдайда фистулалар пайда болады, құбырлар жарылып кетеді.

Күріш. 3. Құбыр қабырғасының температурасына шкала қабатының қалыңдығы мен оның жылу өткізгіштігінің әсері.

ГОСТ 2874-82 «Ауыз су» сәйкес су кермектігі 7 мг-экв/л аспауы керек. Дегенмен, бірқатар өнеркәсіптер терең жұмсартуға дейін (0,01-0,05 мекв/л және одан төмен) технологиялық суға қатаңырақ талаптар қояды. Нұсқаулық әртүрлі типтегі қазандықтарға арналған қоректік судың жалпы кермектігіне (мг-экв/л) индикативтік талаптарды қамтиды:

• өрт түтігі (5-15 ати) - 0,35;
• су құбырлары (15-25 ати) - 0,15;
• жоғары қысым (50-100 ати) - 0,035;
• барабан (100-185 ати) - 0,005.

Суды жұмсартудың бірнеше әдістері бар (Са 2+ және Mg 2+ иондарын жою процесі). Ең кең тараған химиялық әдіс – судың құрамындағы кальций мен магний иондарын қыздырған кезде тұздарының тұнбаларын түзбейтін натрий немесе калийге ион алмасуы. Бұл түрдегі жұмсартқыштарда ас тұзының ерітіндісімен мерзімді түрде регенерациялануы керек катионалмастырғыш шайыр жұмыс істейді. Бұл әдіс айтарлықтай кемшіліктерсіз емес. Ас тұзын шайырдың регенерациясына пайдалану, құрамында тұзы жоғары жуу суларын кәдеге жарату қажеттілігіне байланысты экологиялық проблемаларды тудырады. Кальций тұздары ауыз судан біздің ағзамызға қажетті нормадан төмен шығарылады, ал су ішуге пайдалы емес натриймен байытылған. Ион алмастырғыш шайырлардың қызмет ету мерзімі шектеулі.

Су сонымен қатар оны тұзсыздандыратын мембраналық сүзгілердің көмегімен жұмсартады. Бұл әдіс мембраналардың жоғары құнына және олардың жұмысының шектеулі ресурсына байланысты аз таралған.

Басқа жұмсарту әдістері бар: термиялық, реагенттік, диализдік және аралас. Суды жұмсарту әдісін таңдау оның химиялық құрамымен, қажетті жұмсарту дәрежесімен және техникалық-экономикалық көрсеткіштерімен анықталады.

Магниттік суды өңдеу

Соңғы онжылдықтарда Ресейде де, шетелде де магнитті суды тазарту масштаб пен қабыршақтың пайда болуымен күресу үшін қолданылды. Ол бу турбиналық конденсаторларда, төмен қысымды және аз қуатты бу генераторларында, жылу желілері мен ыстық сумен жабдықтау жүйелерінде, әртүрлі жылу алмастырғыштарда кеңінен қолданылады. Суды жұмсартудың кең таралған әдістерімен салыстырғанда магниттік өңдеу қарапайымдылығымен, арзандығымен, қауіпсіздігімен, экологиялық тазалығымен және пайдалану шығындарының төмендігімен ерекшеленеді.

Магниттік суды тазарту аппаратына бірінші патент 1946 жылы бельгиялық инженер Т.Вермейренге берілді. Сонау 1936 жылы ол магнит өрісінің сызықтарын кесіп өткен суды қыздырған кезде жылу алмасу бетінде қақ пайда болмайтынын анықтады.

Магниттік өрістің суға және оның құрамындағы қоспаларға әсер ету механизмі түпкілікті анықталмаған, бірақ бірқатар гипотезалар бар. MPEI және MGSU мамандары магнит өрісінің масштаб түзілу процестеріне әсерін зерттеу бойынша үлкен жұмыстарды атқарды, магниттік суды тазартуға арналған құрылғыларды әзірледі, техникалық талаптарды және оларды практикалық мақсаттарда пайдалану шарттарын тұжырымдады.

Қазіргі көзқарастар магнит өрісінің суға және оның қоспаларына әсер ету механизмін поляризация құбылыстарымен және тұз иондарының деформациясымен түсіндіреді. Өңдеу кезінде иондардың гидратациясы төмендейді, иондар бір-біріне жақындап, тұздың кристалдық түрін құрайды. Теориялардың бірі магнит өрісінің судың коллоидты қоспаларына әсер етуіне негізделген, екіншісіне сәйкес судың құрылымы өзгереді. Магнит өрісі әсер еткенде судың массасында кристалдану орталықтары пайда болады, нәтижесінде ерімейтін қаттылық тұздарының бөлінуі жылу тасымалдағыш бетінде (қыздыру немесе салқындату) емес, судың көлемінде болады. Осылайша, суда қатты шкаланың орнына қоныс аударатын ұсақ шлам пайда болады, ол жылу алмастырғыштар мен құбырлардың бетінен оңай жойылады. Магниттік өңдеу құрылғыларында су магниттік күш сызықтарына перпендикуляр қозғалуы керек.

Магниттік суды тазарту механизмі туралы өте қызықты түсініктемені В.А. Присяжнюк өз жұмысында. Кальций карбонаты екі модификацияда (кальцит немесе арагонит) кристалдануы мүмкін екені белгілі, ал жылуалмастырғыш аппаратурада тұндырылған негізгі тұз кальцит түріндегі карбонат болып табылады. Магниттік өңдеу кальций карбонатын арагонит түріндегі кристалдануға «мәжбүрлейді», оның жылу алмасу бетінің материалына адгезиясы (жабысуы), сондай-ақ кристалдардың бір-бірінен төмен жабысу күші (жабысу) болады. Бұл құбылысты түсіндіру үшін автор магнитогидродинамикалық (МГД) резонанс теориясын пайдаланады. Сұйықтық магнит өрісінің сызықтарын кесіп өткенде, зат бөлшектерінің (молекулалардың, иондардың, радикалдардың) табиғи тербелістерімен резонансқа түскенде карбонаттың құрылымдық қайта орналасуын (заттың энтропиясының өзгеруі) тудыратын Лоренц күші пайда болады. .

Қазіргі уақытта Ресейде магнитті суды тазартуға арналған құрылғылардың екі түрі шығарылады - тұрақты магниттермен және электромагниттермен. Судың аппаратта тұру уақыты оның 1-3 м/с аралығындағы жылдамдығымен анықталады.

Магниттік суды тазартуға арналған құрылғыларды пайдалану шарттары нұсқаулықта келтірілген:

• суды жылыту 95 ° C аспайтын температураға дейін жүзеге асырылуы керек;
• карбонатты қаттылық 9 мекв/л аспауы керек;
• ерітілген оттегінің мөлшері 3 мг/л-ден, ал хлоридтер мен сульфаттардың мөлшері - 50 мг/л-ден аспауы керек;
• артезиан суындағы темірдің мөлшері 0,3 мг / л-ден аспайды.

Қақтауға қарсы әсер E, % анықтау үшін келесі өрнек қолданылады:

E \u003d (м н - м м) * 100 / м н, (1)

мұндағы - m n және m m - сәйкесінше тазартылмаған және магнит өрісімен өңделген, бірдей бастапқы химиялық құрамы бар бірдей мөлшердегі судың бірдей жағдайында қайнау кезінде қыздыру бетінде пайда болған қақ массасы, г.

Магниттік суды тазартуға арналған құрылғылардың барлық артықшылықтарына қарамастан, іс жүзінде тазарту әсері көбінесе жұмыстың бірінші кезеңінде ғана көрінді, содан кейін нәтиже жоғалып кетті. Тіпті «тәуелді» судың әсері деген термин де болды. Магниттелген су өзінің қасиеттерін бір тәуліктен аз уақыт сақтайды. Бұл магниттік қасиеттерді жоғалту құбылысын релаксация деп атайды. Сондықтан жылу желілерінде қосымша суды магниттеуден басқа, жүйеде айналатын суды релаксацияға қарсы деп аталатын контур құру арқылы тазарту қажет, оның көмегімен жүйеде айналатын барлық су. өңделеді.

Электромагниттік әсер ету
айнымалы жиілікпен

Өткен мыңжылдықтың соңында магнитті суды тазартуға арналған құрылғылардан айтарлықтай артықшылықтарға ие дыбыс жиілік диапазонында электромагниттік толқындармен суды тазартуға арналған шетелдік және отандық құрылғылар пайда болды. Олар шағын өлшемдерімен, орнатудың және техникалық қызмет көрсетудің қарапайымдылығымен, экологиялық қауіпсіздігімен, пайдалану шығындарының төмендігімен ерекшеленеді. Оларды пайдалану шарттарының ауқымы айтарлықтай кеңейді, бірінші кезекте қаттылығы жоғары су үшін, тұздың жалпы құрамына жоғары талаптар қойылмайды, су «тәуелділігі» әсері жойылды. Сонымен қатар, тазартылған ауыз су біздің денемізге тірек-қимыл аппараты, жүрек-тамыр және жүйке жүйелеріне қажет кальций мен магнийді сақтайды. Анау. осы типтегі құрылғылар жылу алмасу жабдықтарын, ыстық су жүйелерін және т.б. қорғау үшін ғана емес, сонымен қатар су тазарту жүйелері мен ауыз су коммуникациялары үшін де пайдаланылуы мүмкін. Бұл құрылғылардың тағы бір артықшылығы 1-3 ай ішінде қаттылық тұздарының бұрын пайда болған шөгінділерін жою болып табылады.

Ресейде шетелден жеткізілген Water King (Lifescience Products LTD, Ұлыбритания), Aqua (Trebema, Швеция), сондай-ақ отандық өндірілген Термит сериясының құрылғылары (Ecoservice Technochem) қолданылады.

Қаттылық тұздарының электронды түрлендіргіші «Термит» қабырғаға орнатылатын құрылғы, екі модификацияда қол жетімді. «Термит» 1 - 10 кГц диапазонында құрылғы тудыратын электромагниттік толқындардың сипаттамаларының өзгеруін басқаратын микропроцессорды қамтиды. Жасалған сигналдар құбырға оралған сымдар - радиаторлар арқылы беріледі. Бұл жағдайда сигналдар құбырдың екі жағына да таралады. Сымдар – эмитенттердің көмегімен радиация ағыны құбырда ағып жатқан су көлеміне шоғырланады.

Өткізілетін электромагниттік толқындар кальций карбонатының сынғыш арагонит түрінің түзілуімен қаттылық тұздарының құрылымын өзгертеді. Бұл жағдайда қаттылық тұздарының аморфты шөгінділерінің күшті қоспасы түзілмейді, ал бұрын пайда болған шөгінділер су ағынымен жойылып, алып кетеді.

Тазалау кезінде су өзінің тұздық құрамын өзгертпейді, бұл маңызды химиялық элементтерді жоғалтпай ауыз судың сапасын сақтайды.

«Термит» құрылғылары ТУ 6349-001-49960728-2000 (гигиеналық қорытынды No 77.01.06.634.Т.25729.08.0, сәйкестік сертификаты No ROSS RU.AYu379.A) сәйкес шығарылады.

Құрылғы Бүкілресейлік көрме орталығы мен Ресей Федерациясының Индустрия, ғылым және техника министрлігінің бірінші дәрежелі дипломдарымен, Бүкілресейлік көрме орталығының алтын медалімен және Индустрия министрлігінің күміс медалімен марапатталды.

1-кесте

«Термит» құрылғыларының техникалық сипаттамалары

Шведтік Trebema компаниясының сарапшыларының пікірінше, дыбыс жиілік диапазонындағы электромагниттік толқындардың әсерінен бастапқы судың құрамындағы кальций бикарбонаты ерімейтін кальций карбонатына айналады. Бұл жағдайда карбонат құбырлар мен жабдықтардың қабырғаларында емес, судың көлемінде шөгеді. Бұл процесс келесі химиялық теңдеумен сипатталады:

Са(HCO3)2<=>CaCO 3 + H 2 CO 3 (1)

Тұрақсыз көмір қышқылы электролиттік жолмен диссоциацияланады. Ол сондай-ақ көмірқышқыл газының түзілуіне бейім:

CO 2 + H 2 O<=>H2CO3<=>H + + HCO 3 - (2)

Көмір қышқылы құбырлардағы, су жылытқыштардағы және т.б. ескі әк шөгінділерін бұзады. Көмір қышқылының артық болуы реакцияның тепе-теңдігін (1) солға жылжытады, яғни. кальций бикарбонатының қайта түзілуіне әкеледі. Іс жүзінде бұл бірнеше күннен кейін тазартылған суда кальций бикарбонаты қайтадан түзілетінін білдіреді (су электромагниттік әсерден кейін өзінің қасиеттерін «жоғатады»).

Швед мамандары эксперименталды түрде:

1. Судың көмір қышқылымен қышқылдануына байланысты рН мәнінің аздап төмендеуі. Дегенмен, бұл төмендеу соншалықты аз, ол коррозия қаупін арттырмайды.

2. РН төмендеуіне байланысты судың электр өткізгіштігінің өзгеруі.

3. Беттік керілу мен капиллярлық азаяды (жуғыш затты азырақ қажет етеді).

Эксперименттік тексеру

Ресей ғылым академиясының Физикалық химия институтында «Термит» (екі үлгі) және «Lifescience» компаниясының «ВК-3» аппаратының қаттылық тұздарын түрлендіргіштері жұмысының тиімділігін эксперименттік тексеру, Ұлыбритания , салыстырмалы жағдайларда жүргізілді.

Сынақтар келесі экспресс-әдіс бойынша жүргізілді. Жалпы кермектігі 21,9 мг-экв/л (Мәскеу өзенінің су кермектігінен шамамен 7,5 есе жоғары және магниттік өңдеуі бар жүйелер үшін рұқсат етілген қаттылық мәнінен 2,4 есе жоғары) және рН болатын 2 л көлемде жасанды түрде дайындалған ерітінді. 7,5-7,8 мәні үздіксіз айналым режимінде өтті. Соңғысы шыны аралық ыдыс, болат құбыр және фторопластикалық цилиндрлік ұяшық арқылы дәйекті түрде жүзеге асырылды.

Қаттылық тұздары фторопластикалық ұяшықтың түбіне қойылған алюминий дискіге қойылды.

Айналымдағы ерітіндінің температурасы 85+5°С деңгейінде ұсталды. Әрбір тәжірибеде ерітіндінің айналым уақыты 2,5 сағат болды.

Айналым аяқталғаннан кейін диск ұяшықтан шығарылды, жуылады және ауада 100 ° C тұрақты салмаққа дейін кептірілді. Ондағы қаттылық тұздарының тұндыру мөлшері тәжірибеге дейінгі және одан кейінгі диск салмағының айырмашылығымен анықталды. (1) өрнекке сәйкес масштабқа қарсы әсер табылды. Әрбір құрылғымен екі параллель эксперимент жүргізілді.

Әртүрлі модификациядағы сулы ерітінділердегі қаттылық тұздарының электронды түрлендіргіштерінің сынақ нәтижелері және бақылау тәжірибелері (суды өңдеусіз) 2-кестеде көрсетілген.

кесте 2

Түрлі модификациядағы құрылғыларды сынау нәтижелері

2-кестеде келтірілген деректер кермектігі жоғары суға электромагниттік әсер ету, тіпті қысқа уақыт ішінде қабырғаларда түзілетін қаттылық тұзының шөгінділерінің мөлшерін 24-30%-ға азайта алатынын көрсетеді. Сонымен бірге барлық зерттелетін құрылғылардың бірдей жағдайда (қаттылық деңгейі, температурасы, диаметрі және болат құбырының ұзындығы) тиімділігі шамамен бірдей. Айта кету керек, эксперименттерде су циклден шығарылмаған, сондықтан (1) химиялық реакцияға сәйкес циклде жиналатын көмір қышқылы жүйенің карбонатының стационарлық күйіне әкелді (дисктегі тұнба). ) - карбонат (су көлеміндегі ерімеген бөлшектер) - бикарбонат . Суды циклден алып тастағанда (әдетте бұл іс жүзінде болады) реакцияның тепе-теңдігі (1) оңға жылжиды, яғни. қақтауға қарсы әсері күшеюі керек.

Кейіннен «Экосервис Технохим» кәсіпорны Ресей ғылым академиясының Теориялық және қолданбалы электродинамика институтымен (И.А.Рыжиков және әріптестері) бірлесе отырып, ағынды су жүйелерінің шкаласын қалыптастыру процесіне Термит құрылғысының жұмысының әсері туралы зерттеулерді жалғастырды. әртүрлі температурада.

Барлық тәжірибелер қалалық желіден (Мәскеу, Солтүстік округ) суды пайдалану арқылы жүргізілді. Судың келесі құрамы болды:

• жалпы қаттылық – 2,9-3,1 мг-экв/л, оның ішінде карбонатты – 2 мг-экв/л;
• бос көмірқышқыл газы СО 2 - 4,4 мг/л;
• жалпы минералдану - 170-200 мг/л;
• темір - 0,14-0,18 мг / л;
• тотығу қабілеті - 7,2 мг O 2 /л;
• кальций мен магнийдің арақатынасы - 4/1 мг/мг;
• рН мәні - 7,25-7,3.

ҚНжЕ сәйкес берілген судың кальций карбонатымен қанығу индексін есептеу (судың тұрақтылығы) J = 0,15 мәнін көрсетеді. Бұл судың кальций карбонатын тұндыруға қабілетті екенін білдіреді. SNiP бұл жағдайда суды қақпен тазартудың магниттік әдісін қолдануға мүмкіндік береді.

Тәжірибелік қондырғыға мырышталған болаттан жасалған сынақ үлгілері орналастырылған түтігі бар кварц сауыты түріндегі ағынды ұяшық болды. Үлгілер аймағындағы температура + 2 ° C дәлдікпен сақталды. Камерадағы су алдын ала қыздыру арқылы сумен жабдықтау желісінен келді. Жеткізу құбырында Термит құрылғысының сым шығарғыштарының орамдары орнатылады. Үлгілерде масштабты тұндыру уақыты 8 сағатқа дейін болды.

Эксперименттік мәліметтер сынамалар орналастырылған аумақта судың қарқынды қайнауында қаққа қарсы ең үлкен әсер байқалатынын көрсетті. «Термит» құрылғысы іске қосылған кезде үлгілердегі таразының салмақ қосуы суды өңдеусіз сол үлгілердегі салмақ өсімінен 8-12 есе аз болды.

Су температурасының төмендеуімен (шамамен 98 ° C; қайнау шегінде) масштабты күшейтудің салыстырмалы айырмашылығы 3-5 есе азайды. Және, сайып келгенде, шамамен 70 ° C су температурасында салмақтың өсуінің салыстырмалы айырмашылығы шамалы.

Алынған нәтижелерді судағы көмірқышқыл газының қақ түзілу процесіне айтарлықтай әсерімен түсіндіруге болады. Су қайнаған кезде судағы көмірқышқыл газының парциалды қысымы айтарлықтай төмендейді, ал реакцияның тепе-теңдігі (1) солға ығысады. Натрий гидрокарбонаты карбонат иондарына, көмірқышқыл газына және суға тез ыдырайды:

Ca(HCO 3) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O + CO 2 (3)

Қайнаған су кезінде көмірқышқыл газын қарқынды жою үлгілердің бетінде емес, су көлемінде ерімейтін кальций карбонаты СаСО 3 тұнбасының неғұрлым қарқынды түзілуі тұрғысынан «Термит» құрылғысының жұмысын «жеңілдетеді». Судың температурасының төмендеуімен көмірқышқыл газын жою қарқындылығы аз болады, сәйкесінше антишкала әсері төмендейді.

Сонымен қатар қаттылық тұз шөгінділерінің құрылымының өзгеруі де зерттелді. Мырышталған болат үлгілеріндегі тәжірибелерде қаттылық тұздары алдын ала су ағынынан тұндырылды. Содан кейін үлгілер Термит құрылғысымен өңделген су ағынына орналастырылды.

Үлгілердің құрылымы *10000 үлкейту кезінде атомдық күштік микроскоптың көмегімен зерттелді. Алынған нәтижелер күріште көрсетілген. 4 және 5. Су өңдеусіз тұнба тығыз аморфты құрылымға ие болатынын графиктерден көруге болады. Термит құрылғысы қосылған кезде (5 сағат жұмыс) шөгіндінің түйіршікті құрылымы пайда болады, бұл оның жұмсартылуын және стратификациясын көрсетеді. Кен орындарының биіктігі де 2 есеге жуық төмендеді.

Күріш. 4. Болат астардағы қаттылық тұздарының сулы шөгіндісі (тазалаусыз су).

Күріш. 5. Термит аппараты 5 сағат жұмыс істегеннен кейін қаттылық тұздарының сулы шөгіндісі.

Дыбыс жиіліктерінің диапазонында (құбырдың диаметріне сәйкес) электромагниттік суды тазартуға арналған құрылғы түрін және оның жұмысының оңтайлы режимін таңдаған кезде эмпирикалық тәуелділіктерді (2) және (3) басшылыққа алу керек.

Тікелей ағынды сумен жабдықтау жүйелері үшін:

Q ≤ (0,005 ÷ 0,010) d² (2)

мұндағы Q - су шығыны, м³/сағ, d - құбырдың ішкі диаметрі, мм.

Айналым тізбегі бар жүйе үшін:

Qexp. / Qcirc. ≤ 0,8 (3)

мұнда Qexp. - тұтыну үшін жүйеден алынған су мөлшері, м³/сағ, Qcirc. - жүйеде айналатын судың көлемдік шығыны, м3/сағ.

Сондай-ақ электромагниттік өңдеуге тек карбонатты қаттылық түсетінін есте ұстаған жөн.

Қаққа қарсы әсері артады(бұл құрылғыны орнату кезінде ескерілуі керек):

• судың температурасын қайнау температурасына дейін көтеру арқылы,
• Са 2+ және Mg 2+ иондарының жоғары мөлшерімен,
• судағы көмірқышқыл газының мөлшерінің төмендеуімен,
• судың сілтілілігінің жоғарылауымен,
• жалпы минералданудың төмендеуімен.
• су ағынының турбуленттілік дәрежесінің жоғарылауымен.

Құрылғы қорғалған жабдыққа мүмкіндігінше жақын орнатылуы керек. Жүйеде орталықтан тепкіш сорғы болса, электромагниттік өңдеу құрылғысы одан кейін орнатылады.

Практикалық тәжірибе

Орталықтандырылмаған жылумен жабдықтауға арналған модульдік типті автономды газ жылу генераторлары «Теплогаз» ЖАҚ НП, Владимир өндірген «Гейзер».

Қуаттылығы 240-600 кВт модульдік жылу генераторларына термиттік құрылғылар, ал қуаттылығы 600-1200 кВт қондырғыларға Термит-М құрылғылары орнатылды.

Термит құрылғысымен жабдықталған қуаттылығы 240-тан 1200 кВт-қа дейінгі (жылытылатын үй-жайлардың ауданы тиісінше 3000-нан 15000 м²-ге дейін) гейзер қондырғыларын пайдалану кезінде екі жыл ішінде мыналар атап өтілді:

• жылу генераторларының жылу алмасу беттерін (түтіктерін) мерзімді тексеру нәтижесінде алынған шкаланың кеуекті, оңай жойылатын құрылымы бар екенін көрсетеді, бұл ретте жылу өткізгіштік іс жүзінде төмендемейді;
• құрылғыларды қолданбас бұрын, шкаланың бетінен қиын, алынуы қиын құрылым болды, бұл түтіктердің тез өсуіне әкелді;
• табиғи газды жылытуға кететін шығындар 10-15% төмендейді;
• шкаланың пайда болуына байланысты жылу генераторларының тоқтауы болған жоқ.

Мәскеудегі «Борец» зауытында шығарылған 2ВМ4-24/9С ауа компрессоры, Владимир.

Ауа компрессорын және KhRK 9/8 кейінгі салқындатқышты салқындату үшін артезиан суын беруге арналған диаметрі 50 мм құбырға Термит құрылғысы орнатылған. Компрессор 3 ай бойы химия зауытының цехында жұмыс істегеннен кейін мыналар атап өтілді:

• тексеру кезінде компрессордың және соңғы салқындатқыштың су «көйлектерінің» бетінде қаттылық тұздарының шөгінділері байқалмады;
• компрессордың су қаптамаларының қуыстарында термит құрылғысының әсерінен күртешелер бетіндегі шкала қабатының бұзылуы нәтижесінде пайда болған тот басқан пластиналар түріндегі қатты қабаттар табылды;
• судың химиялық талдауы артезиандық және салқындатылған жабдықтан судың шығатын жерінде бірдей дерлік химиялық құрамын көрсетеді (жалпы қаттылық, сілтілік, хлоридтер, темір, сульфаттар, марганец).

Ет комбинатының тоңазытқыш қондырғысы, Пенза қаласы.

Термит-М құрылғысының эмитенттік сымдары диаметрі 250 мм кіріс құбырына екі жеткізу құбырына тармақталғанға дейін орнатылды, сәйкесінше екі пластиналы жылу алмастырғыш МК-15. Соңғысы аммиакты тоңазытқыш қондырғысының конденсаторлық қондырғы жүйесінде қызмет етеді.

Жылу алмастырғыштарға түсетін ұңғыма суының келесі химиялық құрамы болды:

• жалпы темір - 0,35 мг / л,
• жалпы қаттылық - 7,7 мг-экв/л,
• рН - 7,19,
• тұз мөлшері – 488,7 мг/л,
• хлоридтер (Cl-) - 205 мг/л,
• тотығу қабілеті - 28,4 мг/л.

МК-15 пластиналы жылу алмастырғыштар арқылы су үздіксіз айналады.

Бастапқы судың көрсетілген кермектігі кезінде МК-15 жылу алмастырғыштарының жұмысы қаттылық тұздарымен плитааралық кеңістіктің өте тез өсуіне байланысты айтарлықтай қиындайды. Жылу алмастырғыштарды бөлшектеу және химиялық реагенттерді қолдану арқылы тазалау қажет.

«Термит-М» түрлендіргішін 1-1,5 ай бойы пайдалану кезінде жылу алмастырғыштардың пластина аралық кеңістігінде қаттылық тұздарының қатты тұнбасының біршама жинақталуы байқалды. Бұл жағдай құбырлар мен жылу алмастырғыштардың бетінен пайда болған қаттылық тұздарының ескі тұнбаларының жұмсаруымен және қопсытуымен байланысты екені анық.

Үш айлық сынақтан кейін жылу алмастырғыштарды ашқаннан кейін пластиналардың бетінде жеңіл, оңай алынатын қоңыр түсті тұнба байқалды. Тұнбаның түсі оның құрылымына тотыққан темір иондарының (Fe3+) және коррозия өнімдерінің қосылуымен байланысты болса керек. Жылу алмастырғыш пластиналарының бетінде жойылуы қиын, тығыз шөгінділер байқалған жоқ. Бұл электромагниттік сәулеленудің әсерінен дыбыс жиіліктерінің диапазонында қаттылық тұздарының жылу алмасу бетінде тұнбаға түспейтіндей күйге айналатынын немесе түйіршікті құрылымның тұнба түрінде ішінара тұнбаға түсетінін көрсетеді. су ағынымен оңай жойылады.

Алкоголь өндірісіне арналған жылу алмастырғыш жабдықтар, Мценск.

Сусланың температурасын 110-дан 60 °C-қа дейін төмендету үшін пластиналық жылу алмастырғыштарға салқындатқыш су беру желісіне Термит сериясының екі құрылғысы орнатылды. 1,5 жыл бойы пайдалану кезінде жылу алмастырғыштарды тазалау арасындағы уақытты 4-6 есеге арттыруға мүмкіндік туды.

«Термит-М» құрылғысы айдау қондырғысының ағынды конденсаторлары мен конденсаторларын беретін су құбырында бір уақытта жұмыс істеді. Орнатудың шығысындағы судың температурасы шамамен 78 ° C болды. Құрылғыны орнатқаннан кейін жабдықты тазалау арасындағы уақыт аралығы 5 еседен астам артты. Алынған қаттылық тұздарының тұнбасының құрылымы борпылдақ болады. Бұрыннан бар шкаланың еруі де атап өтілді.

Шыны қалыптау станоктары, шыны зауыты, Гус-Хрустальный.

Уолтер шыны қалыптау станоктарының технологиялық жабдықтарын салқындату үшін суды қайта өңдеу жүйесінде төрт Термит құрылғысы орнатылды. Жылдық пайдалану кезеңінде қаттылық тұздары бар жылу алмасу түтіктерінің шамадан тыс өсу қарқынының күрт төмендеуі байқалды. Қатты шкала құрылымы жойылды, соның арқасында жабдықты салқындату режимі айтарлықтай жақсарды.

Деионизацияланған суды алуға арналған ДВС-800М электродиализ қондырғысы, Подольск қ.

Термит құрылғысы химия-металлургиялық комбинаттың цехындағы электродиализ аппаратына келетін су құбырына орнатылады.

Термит құрылғысын орнатқаннан кейін фильтраттың меншікті электр өткізгіштігі 2–3 мкС/см дейін төмендеді. «Термит» құрылғысы бар қондырғы жұмыс істеген 3 ай ішінде тазартылған судың меншікті электр өткізгіштігі 2,5 мкС/см деңгейінде сақталды, яғни. Қоспалардың құрамы бойынша тазартылған судың сапасы шамамен 24%-ға жақсарды.

Осылайша, құрылғының жұмысы қоспалардың бастапқы судан концентратқа белсенді өтуіне ықпал етеді деп қорытынды жасауға болады.

Қорытындылай келеАйта кету керек, Термит құрылғылары бір жарым мыңнан астам нысанда сәтті жұмыс істейді. Олар келесі жүйелер мен жабдықтардан қаттылық шөгінділерін қорғау және тазалау үшін қолданылады:

• сантехникалық коммуникациялар, орталық жылу жүйелері;
• су жылыту және жылыту жабдықтары - қазандықтар, қазандықтар, бу генераторлары, радиаторлар;
• суды, оның ішінде ауыз суды тазартуға және дайындауға арналған жабдық;
• саптамалар мен бүріккіш құрылғылар;
• электролизерлер, электродиализ қондырғылары;
• ауаны баптау жүйелері;
• айналмалы сумен салқындату жүйелері;
• санитарлық жабдықтар: гидромассажды ванналар, раковиналар, душ;
• тұрмыстық техника - кір жуғыш машиналар мен ыдыс жуғыштар; ас үй жабдықтары.

Әдебиет

1. Бақа Б.Н., Левченко А.П. Суды өңдеу. Мәскеу: ММУ баспасы, 1996. 680 б.

2. Томск политехникалық университеті жанындағы Жоғары кернеу ғылыми-зерттеу институтының сайты. www.impulse.ru/volna, шілде 2004 ж

3. Лифшиц О.В. Қазандық қондырғыларды суды тазарту бойынша анықтамалық. М.: Энергетика, 1976. 288 б.

4. Присяжнюк В.А. Жылу алмасу беттерінде тұздың кристалдануының алдын алудың физика-химиялық негіздері. «Сантехника, жылу, ауаны баптау» журналы, №10, 2003 ж. 26-30.

5. Rat D. Масштаб теориясы немесе магнетизм тәжірибесі, Mir Newcomer журналы, № 1, 2002, б. 92-98.

6. Құрылыс нормалары мен ережелері 2.04.02-84* «Сумен жабдықтау. Сыртқы желілер мен құрылымдар».

7. Құрылыс нормалары мен ережелері 2.04.07-86* «Жылу желілері. Жылу желілерінің, жылумен жабдықтау жүйелерінің схемалары.

8. Гнеденков С.В., Синебрюхов С.Л., Коврьянов А.Н. және т.б. Қаптау процестерінің қарқындылығына жабындардың әсері. Химия институты, Қиыр Шығыс РҒА. «Ресейде зерттелген» электронды журналы, 2003 ж

9. Ресей Федерациясының 2001 жылғы 20 қазандағы № 2174960 патенті «Суды тазартуға арналған құрылғы».

Баспагер: ООО IIP "AVOK-PRESS"
Мамандандырылған журнал «Энергия үнемдеу», 2005 ж