СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ


RU (11) 2116260 (13) C1

(51) 6 C02F1/48 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 96118525/25 
(22) Дата подачи заявки: 1996.09.17 
(45) Опубликовано: 1998.07.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1096233, кл. C 02 F 1/48, 1984. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество "Черногорнефть" 
(72) Автор(ы): Белов Е.М.; Касьянов А.Н.; Фозекош Д.И. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество "Черногорнефть" 

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВОДЫ 

Способ может быть использован для магнитной обработки питательной воды и водной среды теплообменных и смесительных аппаратов энергоустановок, в частности теплоносителя котельных установок, с целью снижения отложений накипи в трубах. Теплоноситель подвергают турболизации на конусном магнитном турбулизаторе с углом атаки от 15 до 45o, последовательно заполняют им магнитные карманы с дискретно изменяющейся напряженностью магнитного поля по направлению движения водного потока и осуществляют непрерывный направленный сброс пристеночного потока теплоносителя до 1% от общего расхода воды, а основной поток направляют в трубы котловых регистров. Способ позволяет повысить эффективность магнитной обработки водяного потока. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области магнитной обработки питательной воды и водной среды теплообменных и смесительных аппаратов энергоустановок, в частности теплоносителя котельных установок.

Наиболее близким аналогом изобретения является способ обработки жидкости, который включает магнитную обработку жидкости с целью снижения накипеобразования и коррозии в тепловых системах с водогрейными и паровыми котлами.

Целью изобретения является повышение эффективности магнитной обработки водного потока для уменьшения отложений на регистрах труб котельной установки.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что по способу обработки воды, подаваемой в регистры труб тепломассообменного аппарата, преимущественно котельной установки, путем омагничивания потока теплоносителя перед подачей его в водогрейный котел, теплоноситель подвергают турбулизации на конусном турбулизаторе с углом атаки потока от 15 до 45o, последовательно заполняют им магнитные карманы с дискретно изменяющейся напряженностью магнитного поля по направлению движения водного потока и осуществляют непрерывный направленный сброс пристеночного потока теплоносителя до 1% от общего расхода воды, а основной поток направляют в трубы котловых регистров.

Повышение эффективности магнитной обработки водного потока достигают за счет комбинированного воздействия на поток теплоносителя.

Поток воды на конусном магнитном турбулизаторе с углом атаки потока от 15 до 45o предварительно омагничивают, при этом происходит торможение тяжеловодной составляющей водного потока D2O магнитным полем и свободное перемещение легководной составляющей H2O под действием силового напора воды по направляющим конуса, т.е. разделение потока.

Турбулизированный водный поток, последовательно заполняя магнитные карманы с дискретно изменяющейся напряженностью магнитного поля в направлении движения теплоносителя, относительно продолжительное время вращается в карманах при их заполнении водой, в результате чего эффективность магнитной обработки возрастает.

Увеличение градиента напряженности магнитного поля на дискретных участках траектории движения теплоносителя достигается за счет объединения однотипных магнитов в блоки, включенные навстречу друг другу, величина результирующего магнитного поля которых может регулироваться путем разделения блоков магнитов дистанционирующими прокладками различной толщины, приводя тем самым к повышению эффективности магнитной обработки.

Предложенное техническое решение обладает изобретательским уровнем, так как явным образом не следует из уровня техники.

На чертеже показано включение котлового регистра в блок-схему, которая реализует предложенный способ обработки воды, где 1 - водозаборный коллектор, 2 - вентиль водозабора котельной, 3 - вентиль водозабора магнитного сепаратора, 4 - магнитный сепаратор (МС), 5 - вентиль основного потока, 6 - вентиль сбросной воды, 7 - котловой регистр, 8 - вентиль отработанной воды, 9 - буферная емкость.

Из водозаборного коллектора 1 вода через вентиль водозабора котельной 2 поступает в трассу питательной среды котельной. Параллельно через вентиль водозабора магнитного сепаратора 3 питательная среда поступает в магнитный сепаратор (МС) 4, в котором разделяется на два потока: легководную составляющую H2O и тяжеловодную составляющую D2O + HDO, из которых первый через вентиль 5 основного потока поступает в котловой регистр 7, а второй через вентиль сбросной воды 6 уходит в канализацию.

После котлового регистра 7 отработанная вода через вентиль 8 при прямоточном режиме сбрасывается в канализацию, а при циклическом - в буферную емкость 9 для повторного использования.

Водный поток, представляющий собой смесь легководной составляющей H2O и тяжеловодной составляющей [D2O + HDO], по схеме H2O+D2O 2HDO подвергается воздействию поперечного магнитного поля. В поперечном магнитном поле эффективность магнитного воздействия на водный поток проявляется резонансно в соответствии с соотношением



где

- градиент магнитной индукции, Гс/см;

m - масса молекулы воды (1816610-24), г;

v2 - квадрат скорости водного потока в сепараторе (см/с)2;

r2 - квадрат внутреннего радиуса рабочего канала сепаратора (см)2;

б - магнетон бора (0,92710-20), эрг/Гс;

g - 9-фактор спектроскопического расщепления для молекулы воды (g=5/2);

mу - квантовое число основного терма молекулы воды, mу = 1 для D2O и HDO, mу = 0 для H2O;

l2 - квадрат длины рабочего канала сепаратора (см)2,

- оператор Гамильтона: B = H при = 1.

Когда mу = 0 (для H2O), требуется бесконечно большое значение градиента B , т.е. H2O в магнитном поле не отклоняется.

Когда mу = 1 (для D2O и HDO), существует равновероятная возможность тяжеловодной составляющей в направлении ориентации магнитного поля, т.е. к периферии. Так как чисто тяжеловодная составляющая имеет относительно большой электрический диполь 6,2810-28 (Клм) по сравнению с электрическим диполем H2O + (D2O + HDO), равным 6,210-30 (Клм), то существует вероятность направленного отвода солей жесткости на тяжелой воде при сбросе.

Легководная составляющая водного потока, поступая в котловой регистр, взаимодействует с тяжеловодной составляющей, находящейся в составе отложений в количестве, равновесном ее содержанию в исходной структуре воды, в результате чего отложения разрушаются и срабатываются в канализацию или буферную емкость для повторного использования.

Экспериментальная апробация способа обработки воды в поперечном магнитном поле осуществлялась на котельной КС-14. АООТ "Черногорнефть".

Кроме того, отдельно проводилась отмывка котлового регистра, в котором одна из труб была выбрана в качестве реперной с солеотложениями, а другая отмывалась омагниченным водным потоком. Когда результаты химического и физического контроля на входе и выходе отмываемой трубы не отличались между собой, регистр был вскрыт. Отложения солей на стенках трубы отсутствовали, отмыв проводился непрерывно в течение 15 сут. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ обработки воды, подаваемой в регистры труб тепломассобменного аппарата, преимущественно котельной установки, путем омагничивания потока теплоносителя перед его подачей в водогрейный котел, отличающийся тем, что теплоноситель подвергают турбулизации на конусном магнитном турбулизаторе с углом атаки потока 15 - 45o и последовательно заполняют им магнитные карманы с дискретно изменяющейся напряженностью магнитного поля по направлению движения водного потока и осуществляют непрерывный направленный сброс пристеночного потока теплоносителя до 1% от общего расхода воды, а основной поток направляют в трубы котловых регистров.