Elektromagnetinis vandens valymo įrenginys „Termitas

V. V. Bannikovas, dr. tech. Mokslai
„Ecoservice Technohim“ direktorius
(www.etch.ru)

Gerai žinoma, kad apnašų susidarymo ir inkrustacijos procesai yra susiję su dideliais kiekiais ištirpusių kalcio ir magnio druskų buvimu natūraliame vandenyje, įskaitant gėlą vandenį. Šie elementai neabejotinai svarbūs žmogui, floros ir faunos vystymuisi, tačiau sukelia daug problemų projektuojant ir eksploatuojant katilinę bei šilumos mainų įrangą. Visi žinome apie nuosėdas ir nuosėdas šildymo įrenginiuose, vamzdžiuose, skalbyklėse ir indaplovėse, kalkių nuosėdas ant santechnikos, plytelių, taip pat sausus plaukus ir odą plaunant vandeniu, kuriame yra daug kalcio ir magnio.

Apie vandens kietumą

Natūralūs vandenys yra labai įvairios cheminės sudėties. Pagrindinės priemaišos upių vandenyse, kuriuose yra 500-600 mg/l ištirpusių druskų, yra kalcio, magnio, natrio, bikarbonato, sulfato ir chlorido jonai. Mažai mineralizuotame upių vandenyje daugiausia yra kalcio ir magnio jonų.

Požeminio vandens druskingumas priklauso nuo požeminio horizonto atsiradimo sąlygų ir svyruoja nuo 100-200 mg/l iki kelių gramų litre. Artezinių gręžinių gėluose vandenyse vyrauja Ca 2+ ir HCO 3 2- jonai. Šių jonų yra visuose mineralizuotuose vandenyse. Jų atsiradimo šaltinis – natūralūs kalkakmenio, gipso ir dolomitų telkiniai. Mažai mineralizuotame vandenyje yra daugiausia Ca 2+ jonų. Bendra kalcio ir magnio katijonų koncentracija, išreikšta mg-ekv/l, lemia vandens kietumą.

Bendras vandens kietumas taip pat apibrėžiamas kaip karbonatinio (laikino) ir nekarbonato (nuolatinio) kietumo suma. Karbonato kietumas atsiranda dėl kalcio ir magnio bikarbonato druskų ir pašalinamas verdant vandeniu. Kaitinant vandenį, bikarbonatai suyra ir susidaro nestabili anglies rūgštis bei netirpios kalcio karbonato ir magnio hidroksido nuosėdos. Nekarbonatinis kietumas siejamas su kalcio ir magnio buvimu vandenyje sieros, druskos ir azoto rūgščių druskų pavidalu. Šis kietumas nepašalinamas verdant.

Kietas vanduo netinka cirkuliacinėms vandens tiekimo sistemoms, garo ir karšto vandens katilams maitinti, taip pat beveik visų tipų šilumos mainų įrangai. Kietumo druskų nuosėdos žymiai padidina šiluminę energiją šildymui ir atitinkamai padidina kuro sąnaudas. Jie taip pat neigiamai veikia šilumos mainus ir hidraulines charakteristikas, išjungia siurbimo, uždarymo ir valdymo įrangą, pagreitina korozijos procesus.

Ant pav. 1 paveiksle parodyta šiluminės energijos nuostolių priklausomybė nuo kietumo nuosėdų sluoksnio storio (pagal Lifescience Products LTD, JK). 3 mm sluoksnis sugeria 25 % šiluminės energijos, o jei ant katilo ar katilo sienelių išaugo 13 mm, tai jau prarandama 70 % šilumos. 10 mm storio nuosėdos susikaupia greičiau nei per vienerius metus. Daugelis žino apie remonto, cheminio ir mechaninio valymo, vamzdžių ir vandens šildymo įrangos keitimo išlaidas.

Jei į mastelio problemą žiūrėtume iš perteklinių degalų sąnaudų eksploatuojant šiluminės energetikos įrenginius požiūriu, vaizdas labai panašus (2 pav.).

Ryžiai. 2. Per didelės kuro sąnaudos priklausomai nuo nuosėdų sluoksnio storio ant šildymo paviršiaus.

Iš šio grafiko matyti, kad 5 mm skalė lemia perteklines degalų sąnaudas iki 30%, o 10 mm - dvigubai daugiau.

Aukštosios įtampos tyrimų instituto specialistai svarsto dar vieną svarbų žalingo masto poveikio aspektą – karšto vandens (dūmų ar liepsnos) vamzdžio sienelės temperatūros padidėjimą. Pavyzdžiui, pav. 3 paveiksle parodyta krosnies erdvėje įtaisyto vandens šildymo tinklinio vamzdžio sienelės temperatūros priklausomybė nuo apnašų sluoksnio storio (temperatūra 1100 °C). Pateikiami įvairių skalės šilumos laidumo verčių duomenys.

Padidėjęs apnašų sluoksnis ant katilo šildymo paviršiaus iš vandens pusės žymiai padidina karšto vandens vamzdžių sienelės temperatūrą. Savo ruožtu, temperatūros padidėjimas sumažina metalo tempimo stiprumą ir jo takumo ribą. Tokiu atveju susidaro fistulės, plyšta vamzdžiai.

Ryžiai. 3. Apnašų sluoksnio storio ir jo šilumos laidumo įtaka vamzdžio sienelių temperatūrai.

Pagal GOST 2874-82 „Geriamasis vanduo“ vandens kietumas neturi viršyti 7 mg-ekv/l. Tačiau kai kurios pramonės šakos technologiniam vandeniui kelia griežtesnius reikalavimus iki gilaus minkštinimo (0,01–0,05 mekv/l ir mažiau). Vadove pateikiami orientaciniai reikalavimai dėl bendrojo kietumo (mg-ekv / l) įvairių tipų katilams:

• ugnies vamzdis (5-15 ati) - 0,35;
• vandens vamzdžiai (15-25 ati) - 0,15;
• aukštas slėgis (50-100 ati) - 0,035;
• būgnas (100-185 ati) - 0,005.

Yra keletas vandens minkštinimo būdų (Ca 2+ ir Mg 2+ jonų pašalinimo procesas). Labiausiai paplitęs cheminis metodas yra vandenyje esančių kalcio ir magnio jonų keitimas natriu arba kaliu, kurie kaitinant nesudaro druskų nuosėdų. Šio tipo minkštikliuose veikia katijonų mainų derva, kurią reikia periodiškai regeneruoti valgomosios druskos tirpalu. Šis metodas nėra be reikšmingų trūkumų. Stalo druskos naudojimas dervos regeneravimui sukelia aplinkos problemų, nes reikia išpilti plovimo vandenį, kuriame yra daug druskos. Kalcio druskos iš geriamojo vandens pašalinamos žemiau mūsų organizmui reikalingų normų, o vanduo praturtinamas natriu, kuris toli gražu nėra naudingas gerti. Jonų mainų dervų tarnavimo laikas yra ribotas.

Vanduo taip pat minkštinamas naudojant membraninius filtrus, kurie iš tikrųjų jį gėlina. Šis metodas yra mažiau paplitęs dėl didelių membranų kainos ir ribotų jų darbo išteklių.

Yra ir kitų minkštinimo būdų: terminis, reagentas, dializė ir kombinuotas. Vandens minkštinimo būdo pasirinkimą lemia jo cheminė sudėtis, reikalingas minkštinimo laipsnis ir techniniai bei ekonominiai rodikliai.

Magnetinis vandens apdorojimas

Pastaraisiais dešimtmečiais tiek Rusijoje, tiek užsienyje magnetinis vandens valymas buvo naudojamas kovojant su apnašų ir inkrustacijų susidarymu. Jis plačiai naudojamas garo turbininiuose kondensatoriuose, žemo slėgio ir mažos galios garo generatoriuose, šildymo tinkluose ir karšto vandens tiekimo sistemose, įvairiuose šilumokaičiuose. Lyginant su įprastais vandens minkštinimo būdais, magnetinis apdorojimas išsiskiria paprastumu, mažomis sąnaudomis, saugumu, ekologiškumu ir mažomis eksploatacinėmis sąnaudomis.

Pirmasis magnetinio vandens apdorojimo aparato patentas buvo išduotas 1946 m. ​​belgų inžinieriui T. Vermeirenui. Dar 1936 m. jis atrado, kad kaitinant vandenį, kertantį magnetinio lauko linijas, ant šilumos mainų paviršiaus nesusidaro apnašos.

Magnetinio lauko poveikio vandeniui ir jame esančioms priemaišoms mechanizmas galutinai neišaiškintas, tačiau yra nemažai hipotezių. MPEI ir MGSU specialistai atliko didelį darbą tirdami magnetinio lauko įtaką nuosėdų susidarymo procesams, sukūrė magnetinio vandens valymo įrenginius, suformulavo techninius reikalavimus ir sąlygas jų panaudojimui praktiniams tikslams.

Šiuolaikinės pažiūros magnetinio lauko poveikio vandeniui ir jo priemaišoms mechanizmą aiškina poliarizacijos reiškiniais ir druskų jonų deformacija. Apdorojimo metu jonų hidratacija mažėja, jonai artėja vienas prie kito ir susidaro kristalinė druskos forma. Viena iš teorijų remiasi magnetinio lauko įtaka koloidinėms vandens priemaišoms, pagal kitą – kinta vandens struktūra. Taikant magnetinį lauką, vandens masėje susidaro kristalizacijos centrai, dėl kurių netirpios kietumo druskos išsiskiria ne šilumos perdavimo paviršiuje (kaitinant ar vėsinant), o vandens tūryje. Taigi, vietoje kietų apnašų vandenyje atsiranda migruojantis smulkus dumblas, kuris lengvai pašalinamas nuo šilumokaičių ir vamzdynų paviršiaus. Magnetinio apdorojimo įrenginiuose vanduo turi judėti statmenai magnetinėms jėgos linijoms.

Labai įdomų magnetinio vandens valymo mechanizmo paaiškinimą siūlo V.A. Prisyazhnyukas savo darbe. Yra žinoma, kad kalcio karbonatas gali kristalizuotis dviem modifikacijomis (kalcitu arba aragonitu), o pagrindinė druska, nusėdusi ant šilumos mainų įrangos, yra karbonatas kalcito pavidalu. Magnetinis apdorojimas „priverčia“ kalcio karbonatą kristalizuotis aragonito pavidalu, kuris turi mažesnį sukibimą (limpa) su šilumos mainų paviršiaus medžiaga, taip pat mažesnę kristalų sukibimo jėgą (limpa) tarpusavyje. Šiam reiškiniui paaiškinti autorius pasitelkia magnetohidrodinaminio (MHD) rezonanso teoriją. Skysčiui kertant magnetinio lauko linijas, susidaro Lorenco jėga, kuri sukelia struktūrinį karbonato persitvarkymą (medžiagos entropijos pasikeitimą), kai jis patenka į rezonansą su natūraliomis medžiagos dalelių (molekulių, jonų, radikalų) virpesiais. .

Šiuo metu Rusijoje gaminami dviejų tipų magnetinio vandens valymo įrenginiai – su nuolatiniais magnetais ir elektromagnetais. Vandens buvimo aparate laikas nustatomas pagal jo greitį 1-3 m/s intervale.

Magnetinio vandens apdorojimo prietaisų naudojimo sąlygos pateiktos vadove:

• vandens šildymas turi būti atliekamas iki ne aukštesnės kaip 95 ° C temperatūros;
• karbonato kietumas neturi viršyti 9 mekv/l;
• ištirpusio deguonies kiekis turi būti ne didesnis kaip 3 mg/l, o chloridų ir sulfatų - ne daugiau kaip 50 mg/l;
• juodosios geležies kiekis arteziniame vandenyje leidžiamas ne daugiau kaip 0,3 mg / l.

Norint nustatyti nuosėdų mažinimo efektą E, %, naudojama ši išraiška:

E \u003d (m n - m m) * 100 / m n, (1)

čia - m n ir m m - apnašų masė, susidariusi ant kaitinimo paviršiaus verdant tomis pačiomis sąlygomis to paties kiekio vandens, kurio pradinė cheminė sudėtis yra tokia pati, atitinkamai neapdoroto ir apdoroto magnetiniu lauku, g.

Nepaisant visų magnetinio vandens valymo prietaisų privalumų, praktikoje gydymo efektas dažnai pasireikšdavo tik pirmuoju veikimo laikotarpiu, vėliau rezultatas išnykdavo. Buvo net terminas – „priklausomybę sukeliančio“ vandens poveikis. Įmagnetintas vanduo savo savybes išlaiko mažiau nei parą. Šis magnetinių savybių praradimo reiškinys vadinamas atsipalaidavimu. Todėl šilumos tinkluose, be papildomo vandens magnetizavimo, būtina išvalyti sistemoje cirkuliuojantį vandenį sukuriant vadinamąją antirelaksacinę grandinę, kurios pagalba visas sistemoje cirkuliuojantis vanduo yra apdorojamas.

Elektromagnetinis poveikis
su kintamu dažniu

Praėjusio tūkstantmečio pabaigoje pasirodė užsienio ir buitiniai vandens valymo įrenginiai elektromagnetinėmis bangomis garso dažnių diapazone, kurie turi didelių pranašumų prieš magnetinio vandens valymo įrenginius. Jie išsiskiria mažais matmenimis, montavimo ir priežiūros paprastumu, aplinkos saugumu, mažomis eksploatacijos išlaidomis. Ženkliai išplėstas jų naudojimo sąlygų spektras, pirmiausia didelio kietumo vandeniui, nekeliami aukšti reikalavimai bendram druskų kiekiui, panaikintas vandens „priklausomybės“ efektas. Be to, išvalytame geriamajame vandenyje išsaugomas kalcis ir magnis, kurių mūsų organizmui reikia raumenų, kaulų, širdies ir kraujagyslių bei nervų sistemoms. Tie. tokio tipo įrenginiai gali būti naudojami ne tik šilumos mainų įrangai, karšto vandens sistemoms ir kt. apsaugoti, bet ir vandens ruošimo sistemoms bei geriamojo vandens komunikacijoms. Kitas šių prietaisų privalumas – anksčiau susidariusių kietumo druskų nuosėdų sunaikinimas per 1-3 mėnesius.

Rusija naudoja iš užsienio tiekiamus įrenginius „Water King“ („Lifescience Products LTD“, Didžioji Britanija), „Aqua“ („Trebema“, Švedija), taip pat šalyje gaminamus „Termit“ serijos įrenginius („Ecoservice Technochem“).

Elektroninis kietumo druskų keitiklis „Termitas“ yra sieninis įrenginys, galimas dviejų modifikacijų. „Thermite“ apima mikroprocesorių, kuris valdo įrenginio generuojamų elektromagnetinių bangų charakteristikų kitimą 1–10 kHz diapazone. Sugeneruoti signalai perduodami laidais – radiatoriais, kurie suvynioti ant dujotiekio. Tokiu atveju signalai sklinda į abi dujotiekio puses. Laidų – emiterių pagalba spinduliuotės srautas koncentruojamas vamzdyne tekančio vandens tūryje.

Perduodamos elektromagnetinės bangos keičia kietumo druskų struktūrą ir susidaro trapi aragonito kalcio karbonato forma. Tokiu atveju nesusidaro stiprus amorfinių kietumo druskų nuosėdų mišinys, o anksčiau susidariusios nuosėdos sunaikinamos ir nunešamos vandens srove.

Valymo metu vanduo nekeičia savo druskos sudėties, todėl išsaugoma geriamojo vandens kokybė neprarandant esminių cheminių elementų.

Prietaisai "Termit" gaminami pagal TU 6349-001-49960728-2000 (Higienos išvada Nr. 77.01.06.634.T.25729.08.0, Atitikties sertifikatas Nr. ROSS RU.AYu674.A).02

Prietaisas buvo apdovanotas Pirmojo laipsnio Visos Rusijos parodų centro ir Rusijos Federacijos pramonės, mokslo ir technologijų ministerijos diplomais, Visos Rusijos parodų centro aukso medaliu ir Pramonės ministerijos sidabro medaliu.

1 lentelė

Prietaisų "Termitas" techninės charakteristikos

Švedijos įmonės „Trebema“ ekspertų teigimu, veikiant elektromagnetinėms bangoms garso dažnių diapazone, šaltinio vandenyje esantis kalcio bikarbonatas virsta netirpiu kalcio karbonatu. Šiuo atveju karbonatas nusėda ne ant vamzdžių ir įrangos sienelių, o vandens tūryje. Šis procesas apibūdinamas tokia chemine lygtimi:

Ca(HCO3)2<=>CaCO 3 + H 2 CO 3 (1)

Nestabili anglies rūgštis disocijuoja elektrolitiškai. Jis taip pat linkęs į anglies dioksido susidarymą:

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

Anglies rūgštis naikina senas kalkių nuosėdas vamzdžiuose, vandens šildytuvuose ir kt.. Anglies rūgšties perteklius reakcijos (1) pusiausvyrą perkelia į kairę, t.y. veda prie kalcio bikarbonato pakartotinio susidarymo. Praktiškai tai reiškia, kad po kelių dienų išvalytame vandenyje vėl susidaro kalcio bikarbonatas (po elektromagnetinio poveikio vanduo „praranda“ savo savybes).

Švedijos ekspertai eksperimentiškai nustatė:

1. Nežymus vandens pH vertės sumažėjimas dėl jo parūgštėjimo anglies rūgštimi. Tačiau šis sumažėjimas yra toks mažas, kad nepadidina korozijos rizikos.

2. Vandens elektrinio laidumo pokytis dėl pH sumažėjimo.

3. Sumažintas paviršiaus įtempimas ir kapiliariškumas (reikalauja mažiau ploviklio).

Eksperimentinis patikrinimas

Rusijos mokslų akademijos Fizikinės chemijos institute atlikta eksperimentinė kietumo druskos keitiklių „Termite“ (du pavyzdžiai) ir įmonės „Lifescience“, Didžioji Britanija, įrenginio „WK-3“ darbo efektyvumo patikra. , buvo atliktas panašiomis sąlygomis.

Bandymai buvo atlikti pagal šį greitąjį metodą. Dirbtinai paruoštas 2 l tūrio tirpalas, kurio bendras kietumas 21,9 mg-ekv/l (apie 7,5 karto didesnis už Maskvos upės vandens kietumą ir 2,4 karto didesnis už leistiną kietumo vertę sistemoms su magnetiniu apdorojimu) ir pH. 7,5-7,8 vertės buvo praleistos nuolatinės cirkuliacijos režimu. Pastarasis buvo atliktas nuosekliai per stiklinį tarpinį indą, plieninį vamzdį ir fluoroplastinį cilindrinį elementą.

Kietumo druskos buvo nusodintos ant aliuminio disko, esančio fluoroplastinės ląstelės apačioje.

Cirkuliuojančio tirpalo temperatūra buvo palaikoma 85+5°C. Tirpalo cirkuliacijos laikas kiekviename eksperimente buvo 2,5 valandos.

Pasibaigus cirkuliacijai, diskas buvo išimtas iš ląstelės, nuplaunamas ir išdžiovinamas ore 100 °C temperatūroje iki pastovaus svorio. Ant jo iškritusių kietumo druskų kiekis buvo nustatytas pagal disko svorio skirtumą prieš ir po eksperimento. Pagal (1) išraišką buvo rastas nuosėdų mažinimo efektas. Su kiekvienu įrenginiu buvo atlikti du lygiagrečiai eksperimentai.

Elektroninių kietumo druskų keitiklių bandymų įvairių modifikacijų vandeniniuose tirpaluose ir kontrolinių eksperimentų (be vandens valymo) rezultatai pateikti 2 lentelėje.

2 lentelė

Įvairių modifikacijų prietaisų bandymų rezultatai

2 lentelėje pateikti duomenys rodo, kad elektromagnetinis poveikis didelio kietumo vandeniui net ir trumpam laikui gali sumažinti ant sienelių susidarančių kietumo druskų nuosėdų kiekį 24-30%. Tuo pačiu metu visų tirtų prietaisų efektyvumas tomis pačiomis sąlygomis (kietumo lygis, temperatūra, plieninio vamzdžio skersmuo ir ilgis) yra maždaug vienodas. Pažymėtina, kad eksperimentuose vanduo iš ciklo nebuvo pašalintas, todėl cikle besikaupianti anglies rūgštis pagal cheminę reakciją (1) lėmė stacionarią sistemos karbonato būseną (nuosėdos ant disko ) - karbonatas (vandens tūryje neištirpusios dalelės) - bikarbonatas . Pašalinus vandenį iš ciklo (kaip tai dažniausiai atsitinka praktikoje), reakcijos (1) pusiausvyra pasislenka į dešinę, t.y. turėtų padidėti nuosėdų šalinimo efektas.

Vėliau įmonė „Ecoservice Technohim“ kartu su Rusijos mokslų akademijos Teorinės ir taikomosios elektrodinamikos institutu (Ryžikov I. A. ir bendradarbiai) tęsė „Termit“ įrenginio veikimo poveikio tekančio vandens sistemų mastelio formavimosi procesui tyrimus. esant įvairioms temperatūroms.

Visi eksperimentai buvo atlikti naudojant vandenį iš miesto tinklo (Maskva, Šiaurės rajonas). Vanduo turėjo tokią sudėtį:

• bendras kietumas - 2,9-3,1 mg-ekv/l, įskaitant karbonatą - 2 mg-ekv/l;
• laisvojo anglies dioksido CO 2 - 4,4 mg/l;
• bendra mineralizacija - 170-200 mg/l;
• geležis - 0,14-0,18 mg / l;
• oksiduojamumas - 7,2 mg O 2 /l;
• kalcio ir magnio santykis - 4/1 mg/mg;
• pH vertė - 7,25-7,3.

Pagal SNiP tam tikro vandens prisotinimo kalcio karbonatu indekso apskaičiavimas (vandens stabilumas) rodo reikšmę J = 0,15. Tai reiškia, kad vanduo gali nusodinti kalcio karbonatą. SNiP leidžia šiuo atveju naudoti magnetinį vandens valymo metodą.

Eksperimentinė sąranka apėmė srauto elementą kvarcinio indo pavidalu su vamzdeliu, į kurį buvo dedami iš cinkuoto plieno pagaminti bandiniai. Temperatūra mėginių srityje buvo palaikoma + 2 °C tikslumu. Vanduo į kamerą atėjo iš vandentiekio tinklo su pašildymu. Ant tiekimo vamzdyno sumontuotos Termit įrenginio vielinių emiterių apvijos. Nuosėdų nusėdimo laikas ant mėginių buvo iki 8 valandų.

Eksperimentiniai duomenys parodė, kad didžiausias nuosėdų mažinimo efektas pastebimas intensyviai verdant vandeniui toje vietoje, kur dedami mėginiai. Pradėjus eksploatuoti Termit prietaisą, mėginių masės padidėjimas buvo 8-12 kartų mažesnis nei tų pačių mėginių masės padidėjimas be vandens valymo.

Sumažėjus vandens temperatūrai (apie 98 ° C; ant virimo ribos), santykinis masto padidėjimo skirtumas sumažėjo 3–5 kartus. Ir galiausiai, esant maždaug 70 ° C vandens temperatūrai, santykinis svorio padidėjimo skirtumas yra nereikšmingas.

Gauti rezultatai paaiškinami reikšminga anglies dioksido kiekio vandenyje įtaka nuosėdų susidarymo procesui. Vandeniui užvirus, anglies dioksido dalinis slėgis vandenyje žymiai sumažėja, o reakcijos (1) pusiausvyra pasislenka į kairę. Natrio bikarbonatas greitai skyla į karbonato jonus, anglies dioksidą ir vandenį:

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

Intensyvus anglies dioksido pašalinimas verdant vandeniui „palengvina“ įrenginio „Termitas“ veikimą, nes intensyviau susidaro netirpaus kalcio karbonato CaCO 3 nuosėdos vandens tūryje, o ne mėginių paviršiuje. Sumažėjus vandens temperatūrai, anglies dioksido pašalinimas yra ne toks intensyvus, todėl atitinkamai mažėja antikalkių efektas.

Lygiagrečiai buvo tiriamas ir kietumo druskų nuosėdų struktūros kitimas. Atliekant eksperimentus su cinkuoto plieno bandiniais, kietumo druskos buvo iš anksto nusodintos iš vandens srauto. Tada mėginiai buvo patalpinti į vandens srovę, apdorotą Termit prietaisu.

Mėginių struktūra buvo tiriama naudojant atominės jėgos mikroskopą, padidinus *10000. Gauti rezultatai pateikti fig. 4 ir 5. Iš grafikų matyti, kad be vandens valymo nuosėdos turi tankią amorfinę struktūrą. Įjungus „Termit“ įrenginį (5 valandos veikimo), atsiranda granuliuota nuosėdų struktūra, kuri rodo jų minkštėjimą ir stratifikaciją. Beveik 2 kartus sumažėjo ir indėlių aukštis.

Ryžiai. 4. Vandeninės kietumo druskų nuosėdos ant plieninio pagrindo (vanduo be apdorojimo).

Ryžiai. 5. Vandeninės kietumo druskų nuosėdos po 5 valandų veikimo Termit prietaiso.

Renkantis elektromagnetinio vandens valymo įrenginio tipą garso dažnių diapazone (pagal dujotiekio skersmenį) ir optimalų jo veikimo režimą, reikia vadovautis empirinėmis priklausomybėmis (2) ir (3).

Tiesioginio srauto vandens tiekimo sistemoms:

Q ≤ (0,005 ÷ 0,010) d² (2)

kur Q - vandens suvartojimas, m³ / h, d - vidinis dujotiekio skersmuo, mm.

Sistemai su cirkuliacine grandine:

Qexp. / Qcirc. ≤ 0,8 (3)

kur Qexp. - vandens kiekis, paimtas iš sistemos vartojimui, m³ / h, Qcirc. - sistemoje cirkuliuojančio vandens tūrinis debitas, m3/val.

Taip pat reikia turėti omenyje, kad elektromagnetiniu būdu apdorojamas tik karbonatinis kietumas.

Padidės nuosėdų mažinimo efektas(į tai reikia atsižvelgti montuojant įrenginį):

• pakeliant vandens temperatūrą iki virimo taško,
• esant didesniam Ca 2+ ir Mg 2+ jonų kiekiui,
• sumažėjus anglies dioksido kiekiui vandenyje,
• padidėjus vandens šarmingumui,
• sumažėjus bendrai mineralizacijai.
• padidėjus vandens srauto turbulencijos laipsniui.

Prietaisas turi būti sumontuotas kuo arčiau saugomos įrangos. Jei sistemoje yra išcentrinis siurblys, elektromagnetinio apdorojimo įtaisas montuojamas po jo.

Praktinė patirtis

Modulinio tipo autonominiai dujiniai šilumos generatoriai decentralizuotam šilumos tiekimui „Geizeris“, pagaminti NP CJSC „Teplogaz“, Vladimiras.

Termit įrenginiai buvo montuojami ant modulinių šilumos generatorių, kurių galia 240-600 kW, o Termit-M įrenginiai buvo montuojami ant 600-1200 kW galios agregatų.

Eksploatuojant nuo 240 iki 1200 kW galios geizerių blokus (šildomų patalpų plotas atitinkamai nuo 3000 iki 15000 m²), kuriuose įrengtas įrenginys Termit, dvejus metus buvo pastebėta:

• periodinė šilumos generatorių šilumos mainų paviršių (vamzdžių) apžiūra rodo, kad susidariusios apnašos yra porėtos, lengvai pašalinamos struktūros, o šilumos laidumas praktiškai nemažėja;
• prieš naudojant prietaisus, svarstyklės turėjo kietą, sunkiai nuo paviršiaus nuimamą struktūrą, dėl kurios vamzdeliai greitai peraugo;
• gamtinių dujų sąnaudos šildymui sumažėja 10-15%;
• šilumos generatorių išjungimų dėl nuosėdų susidarymo nebuvo.

Oro kompresorius 2VM4-24/9S, pagamintas Maskvos gamykloje "Borets", Vladimiras.

Ant 50 mm skersmens dujotiekio, skirto arteziniam vandeniui tiekti oro kompresoriaus ir papildomo aušintuvo KhRK 9/8 aušinimui, sumontuotas įtaisas Termit. 3 mėnesius eksploatavus kompresorių chemijos gamyklos parduotuvėje, buvo pastebėta:

• apžiūros metu ant kompresoriaus ir galinio aušintuvo vandens „striukių“ paviršiaus nebuvo pastebėta kietumo druskų nuosėdų;
• Kompresoriaus vandens apvalkalų ertmėse buvo aptiktos kietos surūdijusių plokštelių pavidalo delaminacijos, kurios susidarė sunaikinus apnašų sluoksnį ant apvalkalo paviršiaus veikiant Termit įrenginiui;
• cheminė vandens tiek artezinio, tiek vandens iš aušinimo įrenginio analizė rodo beveik tą pačią cheminę sudėtį (bendras kietumas, šarmingumas, chloridai, geležis, sulfatai, manganas).

Mėsos kombinato, Penza, šaldymo įrenginys.

Termit-M įrenginio emiterio laidai buvo sumontuoti ant 250 mm skersmens įvadinio vamzdyno prieš jam išsišakojus į du tiekimo vamzdynus, atitinkamai į du plokštelinius šilumokaičius MK-15. Pastaroji veikia amoniako šaldymo įrenginio kondensatoriaus sistemoje.

Vanduo iš šulinio, patenkantis į šilumokaičius, turėjo tokią cheminę sudėtį:

• bendras geležies kiekis - 0,35 mg / l,
• bendras kietumas – 7,7 mg-ekv/l,
• pH - 7,19,
• druskos kiekis - 488,7 mg/l,
• chloridai (Cl-) - 205 mg/l,
• oksiduojamumas - 28,4 mg / l.

Per plokštelinius šilumokaičius MK-15 vanduo nuolat cirkuliuoja.

Esant nurodytam šaltinio vandens kietumui, MK-15 šilumokaičių veikimas labai apsunkinamas dėl labai greito tarpplokštinio tarpo užaugimo kietumo druskomis. Būtina išardyti šilumokaičius ir juos išvalyti cheminiais reagentais.

„Termit-M“ keitikliui veikiant 1–1,5 mėnesio, šilumokaičių tarpplokštėje buvo pastebėtas tam tikras kietų kietumo druskų nuosėdų susikaupimas. Ši aplinkybė akivaizdžiai susijusi su senų kietumo druskų nuosėdų, susidariusių iš vamzdynų ir šilumokaičių paviršiaus, minkštėjimu ir atsipalaidavimu.

Po trijų mėnesių bandymo, atidarius šilumokaičius, ant plokštelių paviršiaus buvo pastebėtos nežymios, lengvai pašalinamos rusvos nuosėdos. Nuosėdų spalva, matyt, susijusi su oksiduotų geležies jonų (Fe3+) ir korozijos produktų įtraukimu į jo struktūrą. Sunkiai pašalinamų, tankių apnašų nuosėdų ant šilumokaičio plokščių paviršiaus nepastebėta. Tai rodo, kad veikiant elektromagnetinei spinduliuotei garso dažnių diapazone, kietumo druskos virsta tokia būsena, kad jos arba nenusėda ant šilumos mainų paviršiaus, arba iš dalies nusėda granuliuotos struktūros nuosėdų pavidalu, kuris lengvai pašalinamas vandens srautu.

Šilumos mainų įranga alkoholio gamybai, Mcenskas.

Du Termit serijos įrenginiai buvo sumontuoti ant aušinimo vandens tiekimo linijos į plokštelinius šilumokaičius, siekiant sumažinti misos temperatūrą nuo 110 iki 60 °C. Eksploatuojant 1,5 metų, laiką tarp šilumokaičių valymo buvo galima padidinti 4-6 kartus.

Vandens tiekimo linijoje, tiekiančioje distiliavimo gamyklos refliuksinius kondensatorius ir kondensatorius, tiek pat laiko veikė įrenginys „Termit-M“. Vandens temperatūra įrenginio išleidimo angoje buvo apie 78°C. Sumontavus įrenginį laiko intervalas tarp įrangos valymo pailgėjo daugiau nei 5 kartus. Susidariusios kietumo druskų nuosėdos turi laisvesnę struktūrą. Taip pat buvo pastebėtas jau buvusio masto tirpimas.

Stiklo formavimo mašinos, stiklo gamykla, Gus-Khrustalny.

„Walter“ stiklo formavimo staklių technologinei įrangai aušinti perdirbamoje vandens tiekimo sistemoje buvo sumontuoti keturi „Termit“ įrenginiai. Per metinį eksploatavimo laikotarpį buvo pastebėtas staigus šilumos mainų vamzdžių užaugimo kietumo druskomis greitis. Panaikinta kietų mastelių struktūra, kurios dėka gerokai patobulintas įrangos aušinimo režimas.

Elektrodializės įrenginys DVS-800M dejonizuotam vandeniui gauti, Podolskas.

Prietaisas Termit montuojamas ant vandens tiekimo linijos į elektrodializės aparatą chemijos ir metalurgijos gamyklos ceche.

Sumontavus Termit prietaisą, filtrato savitasis elektros laidumas sumažėjo iki 2–3 µS/cm. Per 3 įrenginio eksploatavimo mėnesius su „Termit“ įrenginiu išvalyto vandens savitasis elektros laidumas buvo palaikomas 2,5 µS/cm, t.y. Išvalyto vandens kokybė pagal priemaišų kiekį pagerėjo apie 24%.

Taigi galime daryti išvadą, kad įrenginio veikimas prisideda prie aktyvesnio priemaišų perėjimo iš šaltinio vandens į koncentratą.

Pagaliau Galima pastebėti, kad Termit įrenginiai sėkmingai veikia daugiau nei pusantro tūkstančio objektų. Jie naudojami apsaugoti ir išvalyti kietumo nuosėdas nuo šių sistemų ir įrangos:

• santechnikos komunikacijos, centrinio šildymo sistemos;
• vandens šildymo ir šildymo įranga - boileriai, boileriai, garo generatoriai, radiatoriai;
• Vandens, įskaitant geriamąjį vandenį, valymo ir paruošimo įranga;
• purkštukai ir purškimo įtaisai;
• elektrolizatoriai, elektrodializės įrenginiai;
• oro kondicionavimo sistemos;
• aušinimo sistemos su cirkuliuojančiu vandeniu;
• sanitarinė įranga: hidromasažinės vonios, kriauklės, dušai;
• buitinė technika – skalbimo mašinos ir indaplovės; Virtuvės įranga.

Literatūra

1. Varlė B.N., Levčenko A.P. Vandens valymas. Maskva: MSU leidykla, 1996. 680 p.

2. Tomsko politechnikos universiteto Aukštosios įtampos tyrimų instituto svetainė. www.impulse.ru/volna, 2004 m. liepos mėn

3. Lifshits O.V. Katilinių įrenginių vandens valymo žinynas. M.: Energija, 1976. 288 p.

4. Prisyazhnyuk V.A. Fizikinės ir cheminės bazės, skirtos užkirsti kelią druskų kristalizacijai ant šilumos mainų paviršių. Žurnalas „Santechnika, šildymas, oro kondicionavimas“, Nr.10, 2003, p. 26-30.

5. Rat D. Masto teorija arba magnetizmo praktika, Mir Newcomer žurnalas, Nr. 1, 2002, p. 92-98.

6. Statybos normos ir taisyklės 2.04.02-84* „Vandens tiekimas. Išoriniai tinklai ir struktūros“.

7. Statybos normos ir taisyklės 2.04.07-86* „Šilumos tinklai. Šilumos tinklų, šilumos tiekimo sistemų schemos.

8. Gnedenkov S.V., Sinebryukhov S.L., Kovryanov A.N. ir kita Dangų įtaka mastelio susidarymo procesų intensyvumui. Tolimųjų Rytų RAS chemijos institutas. Elektroninis žurnalas „Ištyrinėta Rusijoje“, 2003 m

9. 2001 m. spalio 20 d. Rusijos Federacijos patentas Nr. 2174960 „Vandens valymo įrenginys“.

Leidėjas: LLC IIP "AVOK-PRESS"
Specializuotas žurnalas „Energijos taupymas“, 2005 m