СПОСОБ ТЕРМОУМЯГЧЕНИЯ РАСТВОРА

СПОСОБ ТЕРМОУМЯГЧЕНИЯ РАСТВОРА


RU (11) 2083501 (13) C1

(51) 6 C02F1/46 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 95110036/25 
(22) Дата подачи заявки: 1995.06.14 
(45) Опубликовано: 1997.07.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 791643, кл. C 02 F 5/00, 1980. Корсак С.П. Электродные котлы и электродные нагреватели: Доклад о содержании изобретений и опубликованных работ, представленных на соискание науч.ст.к.т.н. - М.: ВНИИЭТО, 1973. 
(71) Заявитель(и): Всероссийский научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт атомного энергетического машиностроения 
(72) Автор(ы): Берсенев В.А.; Парилова О.Ф. 
(73) Патентообладатель(и): Всероссийский научно-исследовательский и проектно- конструкторский институт атомного энергетического машиностроения 

(54) СПОСОБ ТЕРМОУМЯГЧЕНИЯ РАСТВОРА 

Изобретение относится к водоподготовке, конкретно, к опреснению водных растворов. Обработку ведут при пропускании электрического тока между электродами, погруженными в раствор, при поддержании напряжения на электродах U < Uэ+ Uп+ U, , где U3 - напряжение разложения, Un - перенапряжение на электродах, U - потери в электродах и контактах, и температуре электродов не выше температуры раствора, при которой он является насыщенным при исходной концентрации солей жесткости, с последующей кристаллизацией солей жесткости, осаждением и удалением осадка. Температуру электродов достигают за счет подачи охлаждающего потока в тело электродов по специальным канала, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к водоподготовке, конкретнее, к опреснению водных растворов термическими методами.

Известен способ термоумягчения путем нагрева раствора паром. Недостаток этого способа заключается в том, что на нагреваемых поверхностях, в том числе на соплах, подающих греющий пар, образуется накипь, резко снижающая производительность оборудования и требующая остановки и очистки греющих поверхностей.

Наиболее близким к предлагаемому (принятым за прототип) является способ нагрева растворов, реализованный в электродных котлах, заключающийся в пропускании электрического тока через раствор.

Недостатком данного способа является то, что при обработке растворов с повышенным солесодержанием в них начинаются электрохимические реакции, в результате которых резко уменьшается срок службы электродов, образуются взрывоопасные газовые смеси, изменяется химический состав раствора.

Предлагаемое техническое решение свободно от вышеперечисленных недостатков.

Предлагаемый способ термоумягчения раствора заключается в нагреве его при пропускании электрического тока между электродами, погруженными в термоумягчаемый раствор, выпадении солей жидкости из раствора, осаждении и удалении осадка, причем процесс нагрева ведут в режимах, при которых электроды имеют температуру не выше, чем температура, при которой раствор становится насыщенным при исходной концентрации солей жесткости, а значения напряжения U поддерживают таким образом, чтобы U < Uэ+ Uп+ U, причем более низкая температура электродов достигается за счет подачи охлаждающего потока в тело электродов по специальным каналам, где Uэ напряжение разложения; Uп - перенапряжение на электродах; U потери в электродах и контактах.

Отличительным признаком способа является то, что процесс нагрева ведут в режимах, при которых электроды имеют температуру не выше, чем температура при которой раствор становится насыщенным при исходной концентрации солей жесткости, а значения напряжения U поддерживают таким образом, чтобы U < Uэ+ Uп+ U, причем более низкая температура электродов достигается за счет подачи охлаждающего потока в тело электродов по специальным каналам, где Uэ напряжение разложения; Uп перенапряжение на электродах; U потери в электродах и контактах.

Техническим результатом изобретения является возможность обработки высококонцентрированных жестких растворов практически в безнакипном режиме, без образования новых химических веществ и взрывоопасных газовых смесей. Безнакипный режим достигается за счет того, что рабочая поверхность электродов имеет температуру не выше, чем температура, при которой раствор становится насыщенным при исходной концентрации солей жесткости. Это и предотвращает отложение на ней солей, поскольку растворимость солей жесткости увеличивается с уменьшением температуры. Прохождению же электрохимических процессов препятствует то, что к электродам прикладывают такое напряжение, при котором не происходят процессы электролиза, а следовательно, не образуются новые химические вещества и взрывоопасные газовые смеси.

Предлагаемый способ реализуется в аппарате, показанном на чертеже, где изображена схема термического умягчения растворов. Аппарат состоит из диэлектрического корпуса 1 и электродов 2, к которым подводится напряжение U. Электроды имеют полости 3, по которым подается охлаждающий водный раствор.

Способ осуществляется следующим образом. Раствор подают в корпус аппарата, к электродам прикладывают напряжение, а по полым каналам электродов прокачивают холодный водный раствор. В результате происходит нагрев жидкости. При увеличении температуры раствора уменьшается растворимость солей жесткости (CaSO4, CaCO3, CaSiO3 и пр.), и эти соли выпадают в осадок и накапливаются на дне аппарата. Охлаждение электродов подаваемым по их внутренним полостям раствором предотвращает образование накипи на электродах.

Пример 1. Исходный раствор сульфата натрия и кальция с концентрацией Na2SO4 26 вес. CaSO4 0,212 вес. при температуре 30oC подают с расходом 0,5 м3/ч на термоумягчение, в процессе которого он нагревается до температуры 100oC. В аппарате применяют охлаждаемые электроды из титана с покрытием из оксида рутения. Охлаждение производят подачей воды с температурой 25oC внутрь электродов по специальным каналам. Напряжение на электродах поддерживают 4,6 В, а плотность тока 1500 А/м2 (при напряжении выше 4,6 В в системе начинают происходить электролитические процессы, 1500 А/м2 максимально допустимая рабочая плотность тока для используемых электродов). При рабочей площади электродов 56,2 см2 и межэлектродном расстоянии 6 см достигается температура раствора 100oC и равновесная концентрация сульфата кальция падает до 0,066 вес. что вызывает выпадение его в осадок и после удаления последнего умягчение раствора.

Таким образом, благодаря новым отличительным признакам, заключающимся в том, что процесс нагрева ведут в режимах, при которых электроды имеют температуру не выше, чем температура, при которой раствор становится насыщенным при исходной концентрации солей жесткости, а значения напряжения U поддерживают таким образом, чтобы U < Uэ+ Uп+ U, где Uэ напряжение разложения; Uп перенапряжение на электродах; U потери в электродах и контактах, достигается указанный выше технический результат (возможность обработки высококонцентрированных жестких растворов практически в безнакипном режиме, без образования новых химических веществ и взрывоопасных газовых смесей).

Следовательно, заявляемый способ термоумягчения раствора соответствует критерию изобретения "существенные отличия". 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ термоумягчения раствора, заключающийся в нагреве его при пропускании электрического тока между электродами, погруженными в термоумягчаемый раствор, кристаллизации солей жесткости из раствора, осаждении и удалении осадка, отличающийся тем, что нагрев ведут при поддержании напряжения на электродах U, определяемом по формуле

U < Uз+ Uп+ U,

где U3 напряжение разложения;

Uп перенапряжение на электродах;

U - потери в электродах и контактах,

и при температуре электродов не выше температуры раствора, при которой он является насыщенным при исходной концентрации солей жесткости.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что требуемую температуру электродов достигают за счет подачи охлаждающего потока в тело электродов по специальным каналам.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru