V. V. Bannikov, dr. tech. nauke
Direktor Ekoservisa Tehnohim
(www.etch.ru)

Poznato je da su procesi stvaranja kamenca i inkrustacija povezani sa prisustvom u prirodnoj vodi, uklju?uju?i slatku vodu, velikih koli?ina rastvorenih soli kalcijuma i magnezijuma. Ovi elementi su nesumnjivo va?ni za ?ovjeka, za razvoj flore i faune, ali uzrokuju mnogo problema u projektovanju i radu kotlovske i opreme za izmjenu topline. Svima nam je poznat kamenac i naslage u ure?ajima za grijanje, u cijevima, u ma?inama za pranje rublja i posu?a, naslage kamenca na vodovodnim instalacijama, plo?icama, kao i suva kosa i ko?a pri pranju vodom s visokim sadr?ajem kalcija i magnezija.

O tvrdo?i vode

Prirodne vode su veoma raznolike po hemijskom sastavu. Glavne ne?isto?e u rije?nim vodama koje sadr?e 500-600 mg/l rastvorenih soli su joni kalcijuma, magnezijuma, natrijuma, bikarbonata, sulfata i hlorida. Niskomineralizirane rije?ne vode sadr?e uglavnom jone kalcija i magnezija.

Salinitet podzemnih voda zavisi od uslova pojave podzemnog horizonta i varira od 100-200 mg/l do nekoliko grama po litru. U slatkoj vodi arte?kih bunara dominiraju joni Ca 2+ i HCO 3 2-. Ovi joni su prisutni u svim mineralizovanim vodama. Izvor njihovog izgleda su prirodne naslage kre?njaka, gipsa i dolomita. Niskomineralizirane vode sadr?e najvi?e Ca 2+ jona. Ukupna koncentracija kationa kalcija i magnezija, izra?ena u mg-eq/l, odre?uje tvrdo?u vode.

Ukupna tvrdo?a vode je tako?er definirana kao zbir karbonatne (privremene) i nekarbonatne (trajne) tvrdo?e. Karbonatna tvrdo?a je zbog prisustva soli kalcijuma i magnezijum bikarbonata i elimini?e se klju?anjem vode. Kada se voda zagrije, bikarbonati se razla?u sa stvaranjem nestabilne uglji?ne kiseline i nerastvorljivog taloga kalcijum karbonata i magnezijevog hidroksida. Nekarbonatna tvrdo?a povezana je sa prisustvom kalcijuma i magnezijuma u vodi u obliku soli sumporne, hlorovodoni?ne i azotne kiseline. Ova tvrdo?a se ne uklanja kuhanjem.

tvrda voda neprikladan za cirkulacijske sisteme vodosnabdijevanja, za napajanje parnih i toplovodnih kotlova, kao i za gotovo sve vrste opreme za izmjenu topline. Naslage soli tvrdo?e dovode do zna?ajnog pove?anja toplotne energije za grijanje i do ekvivalentnog pove?anja tro?kova potro?nje goriva. Oni tako?er negativno utje?u na izmjenu topline i hidrauli?ne karakteristike, onemogu?uju pumpnu, zapornu i upravlja?ku opremu i ubrzavaju procese korozije.

Na sl. Na slici 1 prikazana je zavisnost gubitaka toplotne energije u zavisnosti od debljine sloja naslaga tvrdo?e (prema Lifescience Products LTD, UK). Sloj od 3 mm apsorbira 25% toplinske energije, a ako je 13 mm naraslo na zidovima kotla ili kotla, tada se ve? gubi 70% topline. Naslage debljine 10 mm stvaraju se za manje od godinu dana. Mnogi su svjesni nivoa tro?kova za popravke, hemijske i mehani?ko ?i??enje, za zamjenu cijevi i opreme za grijanje vode.

Ako se problem razmjera posmatra sa stanovi?ta prekomjerne potro?nje goriva pri radu termoenergetske opreme, slika je vrlo sli?na (slika 2).

Rice. 2. Prekomjerna potro?nja goriva u zavisnosti od debljine sloja kamenca na povr?ini grijanja.

Iz ovog grafikona se mo?e vidjeti da 5 mm skale dovodi do prekomjerne potro?nje goriva do 30%, a 10 mm - udvostru?uje njegovu potro?nju.

Stru?njaci Instituta za istra?ivanje visokog napona razmatraju jo? jedan va?an aspekt ?tetnog djelovanja kamenca - pove?anje temperature zida cijevi za toplu vodu (dim ili plamen). Za primjer na sl. Na slici 3 prikazana je ovisnost temperature zida sitaste cijevi za grijanje vode smje?tene u prostoru pe?i (temperatura 1100 °C) od debljine sloja kamenca. Podaci su prikazani za razli?ite vrijednosti toplinske provodljivosti.

Pove?anje sloja kamenca na grejnoj povr?ini kotla sa strane vode zna?ajno pove?ava temperaturu zida toplovodnih cevi. Zauzvrat, pove?anje temperature dovodi do smanjenja i vla?ne ?vrsto?e metala i njegove granice te?enja. U tom slu?aju nastaju fistule, a cijevi pucaju.

Rice. 3. Utjecaj debljine sloja kamenca i njegove toplinske provodljivosti na temperaturu stijenke cijevi.

U skladu sa GOST 2874-82 "Voda za pi?e", tvrdo?a vode ne bi trebala prelaziti 7 mg-eq / l. Me?utim, brojne industrije postavljaju stro?e zahtjeve za procesnu vodu, sve do dubokog omek?avanja (0,01-0,05 meq/l i ni?e). Priru?nik sadr?i indikativne zahtjeve za ukupnu tvrdo?u (mg-eq/l) napojne vode za kotlove razli?itih tipova:

• vatrogasna cijev (5-15 ati) - 0,35;
• vodovodne cijevi (15-25 ati) - 0,15;
• visoki pritisak (50-100 ati) - 0,035;
• bubanj (100-185 ati) - 0,005.

Postoji vi?e na?ina za omek?avanje vode (proces uklanjanja jona Ca 2+ i Mg 2+). Naj?e??a hemijska metoda je jonska izmjena jona kalcija i magnezija sadr?anih u vodi za natrijum ili kalij, koji pri zagrijavanju ne stvaraju precipitate svojih soli. U omek?iva?ima ovog tipa radi kationska izmjenjiva?ka smola, koja se periodi?no mora regenerirati otopinom kuhinjska so. Ova metoda nije bez zna?ajnih nedostataka. Upotreba obi?ne soli za regeneraciju smole stvara ekolo?ke probleme zbog potrebe za odlaganjem vode za pranje sa visokim sadr?ajem soli. Od pije vodu soli kalcijuma se izlu?uju ispod normi potrebnih za na? organizam, dok je voda oboga?ena natrijumom, koji je daleko od koristi za pi?e. Vek trajanja jonoizmenjiva?kih smola je ograni?en.

Voda se tako?er omek?ava pomo?u membranskih filtera, koji je zapravo desaliniziraju. Ova metoda je manje uobi?ajena zbog visoka cijena membrane i ograni?eni resursi njihovog rada.

Postoje i druge metode omek?avanja: termi?ka, reagensna, dijalizna i kombinovana. Izbor metode omek?avanja vode odre?en je njenim hemijskim sastavom, potrebnim stepenom omek?avanja i tehni?ko-ekonomskim pokazateljima.

Magnetski tretman vode

Poslednjih decenija, kako u Rusiji, tako iu inostranstvu, magnetni tretman vode se koristi za suzbijanje stvaranja kamenca i inkrustacija. ?iroko se koristi u kondenzatorima parnih turbina, u generatorima pare niskog pritiska i malog kapaciteta, u mre?ama za grijanje i sistemima za opskrbu toplom vodom, te u raznim izmjenjiva?ima topline. U pore?enju sa uobi?ajenim metodama omek?avanja vode, magnetni tretman se odlikuje jednostavno??u, niskom cijenom, sigurno??u, ekolo?kom prihvatljivo??u i niskim operativnim tro?kovima.

Prvi patent za aparat za magnetnu obradu vode izdao je belgijski in?enjer T. Vermeiren 1946. godine. On je jo? 1936. otkrio da kada se voda koja je prelazila linije magnetnog polja zagreva, kamenac se ne stvara na povr?ini razmene toplote.

Mehanizam djelovanja magnetskog polja na vodu i ne?isto?e sadr?ane u njoj nije kona?no razja?njen, ali postoji niz hipoteza. Stru?njaci MPEI i MGSU obavili su veliki obim rada na prou?avanju uticaja magnetnog polja na procese stvaranja kamenca, razvili ure?aje za magnetnu obradu vode, formulisali tehni?ke zahtjeve i uslove za njihovu upotrebu u prakti?ne svrhe.

Savremeni pogledi obja?njavaju mehanizam djelovanja magnetnog polja na vodu i njene ne?isto?e fenomenom polarizacije i deformacijom jona soli. Hidratacija jona tokom obrade se smanjuje, ioni se pribli?avaju jedni drugima i formiraju kristalni oblik soli. Jedna od teorija zasniva se na uticaju magnetnog polja na koloidne ne?isto?e vode, po drugoj se struktura vode menja. Kada se primijeni magnetsko polje, u masi vode se formiraju centri kristalizacije, zbog ?ega se osloba?anje nerastvorljivih soli tvrdo?e doga?a ne na povr?ini prijenosa topline (grijanje ili hla?enje), ve? u volumenu vode. Tako se umjesto ?vrstog kamenca u vodi pojavljuje migriraju?i fini mulj, koji se lako uklanja s povr?ine izmjenjiva?a topline i cjevovoda. U ure?ajima za magnetnu obradu voda se mora kretati okomito na magnetne linije sile.

Vrlo zanimljivo obja?njenje mehanizma magnetskog tretmana vode nudi V.A. Prisyazhnyuk u svom radu. Poznato je da kalcijum karbonat mo?e kristalizirati u dvije modifikacije (kalcit ili aragonit), dok je glavna sol koja se talo?i na opremi za izmjenu topline karbonat u obliku kalcita. Magnetna obrada "tjera" kalcijum karbonat da kristalizira u obliku aragonita, koji ima manju adheziju (ljepljenje) za materijal povr?ine razmjene topline, kao i manju kohezionu silu (sljepljivanje) kristala me?u sobom. Da bi objasnio ovaj fenomen, autor koristi teoriju magnetohidrodinami?ke (MHD) rezonancije. Kada teku?ina pre?e linije magnetskog polja, stvara se Lorentzova sila koja uzrokuje strukturno preure?enje karbonata (promjenu entropije tvari) kada padne u rezonanciju s prirodnim vibracijama ?estica tvari (molekula, jona, radikala) .

Trenutno se u Rusiji proizvode dvije vrste ure?aja za magnetnu obradu vode - sa trajnim magnetima i elektromagnetima. Vrijeme zadr?avanja vode u aparatu je odre?eno njegovom brzinom u rasponu od 1-3 m/s.

Uslovi za kori??enje ure?aja za magnetnu obradu vode dati su u priru?niku:

• zagrijavanje vode treba izvesti na temperaturu koja ne prelazi 95 ° C;
• karbonatna tvrdo?a ne smije prelaziti 9 meq/l;
• sadr?aj otopljenog kisika ne smije biti ve?i od 3 mg/l, a koli?ina hlorida i sulfata - ne vi?e od 50 mg/l;
• sadr?aj obojenog ?eljeza u arte?koj vodi ne smije biti ve?i od 0,3 mg / l.

Za odre?ivanje efekta protiv kamenca E, %, koristi se sljede?i izraz:

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

gdje je - m n i m m - masa kamenca nastalog na povr?ini grijanja tokom klju?anja pod istim uslovima iste koli?ine vode istog po?etnog hemijskog sastava, netretirane i tretirane magnetnim poljem, g.

Unato? svim prednostima ure?aja za magnetnu obradu vode, u praksi se u?inak tretmana ?esto manifestirao tek u prvom periodu rada, a zatim je rezultat nestao. Postojao je ?ak i pojam - efekat vode koja izaziva "ovisnost". Magnetizirana voda zadr?ava svojstva manje od jednog dana. Ovaj fenomen gubitka magnetnih svojstava naziva se relaksacija. Zbog toga je u toplotnim mre?ama, pored magnetizacije nadopune vode, potrebno vodu koja cirkuli?e u sistemu tretirati stvaranjem tzv. se obra?uje.

Elektromagnetski uticaj
sa varijabilnom frekvencijom

Krajem pro?log milenijuma pojavili su se strani i doma?i ure?aji za obradu vode elektromagnetnim talasima u opsegu zvu?nih frekvencija, koji imaju zna?ajne prednosti u odnosu na ure?aje za magnetnu obradu vode. Odlikuju se malim dimenzijama, jednostavno??u ugradnje i odr?avanja, ekolo?ka sigurnost, niski operativni tro?kovi. Opseg uslova za njihovu upotrebu je zna?ajno pro?iren, pre svega za vodu velike tvrdo?e, nema visokih zahteva za ukupnim sadr?ajem soli, a eliminisan je i efekat „zavisnosti“ od vode. Osim toga, tretirana voda za pi?e zadr?ava kalcijum i magnezijum, koji su na?em tijelu potrebni za mi?i?no-ko?tani, kardiovaskularni i nervni sistem. One. ure?aji ovog tipa mogu se koristiti ne samo za za?titu opreme za izmjenu topline, sistema za opskrbu toplom vodom, itd., ve? i za sisteme za obradu vode i komunikacije za pitku vodu. Jo? jedna prednost ovih ure?aja je uni?tavanje prethodno formiranih naslaga soli tvrdo?e u roku od 1-3 mjeseca.

Rusija koristi ure?aje isporu?ene iz inostranstva Water King (Lifescience Products LTD, Velika Britanija), Aqua (Trebema, ?vedska), kao i ure?aje doma?e proizvodnje serije Termit (Ecoservice Technochem").

Elektronski pretvara? soli tvrdo?e "Termite" je zidni ure?aj, dostupan u dvije modifikacije. "Thermite" uklju?uje mikroprocesor koji kontroli?e promenu karakteristika elektromagnetnih talasa koje proizvodi ure?aj u opsegu od 1 - 10 kHz. Generirani signali se prenose kroz ?ice - radijatore, koji su namotani na cjevovod. U ovom slu?aju, signali se ?ire na obje strane cjevovoda. Uz pomo? ?ica - emitera, tok zra?enja se koncentrira u zapremini vode koja te?e u cjevovodu.

Preno?eni elektromagnetski valovi mijenjaju strukturu soli tvrdo?e sa stvaranjem krhkog aragonitnog oblika kalcijum karbonata. U tom slu?aju ne nastaje jaka mje?avina amorfnih naslaga soli tvrdo?e, a prethodno formirane naslage se uni?tavaju i odnose tokom vode.

Tokom tretmana voda ne mijenja sastav soli, ?ime se ?uva kvalitet vode za pi?e bez gubitka esencijalnih hemijskih elemenata.

Ure?aji "Termit" se proizvode u skladu sa TU 6349-001-49960728-2000 (Higijenski zaklju?ak br. 77.01.06.634.T.25729.08.0, Sertifikat usagla?enosti br. ROSS RU.AYu64.A02).

Ure?aj je nagra?en diplomama prvog stepena Sveruskog izlo?benog centra i Ministarstva industrije, nauke i tehnologije Ruske Federacije, Zlatnom medaljom Sveruskog izlo?benog centra i Srebrnom medaljom Ministarstva industrije.

Tabela 1

Tehni?ke karakteristike ure?aja "Termite"

Prema mi?ljenju stru?njaka ?vedske kompanije Trebema, pod uticajem elektromagnetnih talasa u audio frekvencijskom opsegu, kalcijum bikarbonat koji se nalazi u izvorskoj vodi pretvara se u nerastvorljivi kalcijum karbonat. U ovom slu?aju, karbonat se ne talo?i na zidovima cijevi i opreme, ve? u koli?ini vode. Ovaj proces je opisan sljede?om hemijskom jedna?inom:

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

Nestabilna ugljena kiselina elektroliti?ki disocira. Tako?er je sklon stvaranju uglji?nog dioksida:

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

Ugljena kiselina uni?tava stare naslage kamenca u cijevima, bojlerima itd. Vi?ak uglji?ne kiseline pomi?e ravnote?u reakcije (1) ulijevo, tj. dovodi do ponovnog formiranja kalcijum bikarbonata. U praksi to zna?i da se u tretiranoj vodi nakon nekoliko dana ponovo formira kalcijum bikarbonat (voda „gubi“ svojstva nakon elektromagnetnog izlaganja).

?vedski stru?njaci su eksperimentalno utvrdili:

1. Blago smanjenje pH vrijednosti vode zbog njenog zakiseljavanja uglji?nom kiselinom. Me?utim, ovo smanjenje je toliko malo da ne pove?ava rizik od korozije.

2. Promjena elektri?ne provodljivosti vode uslijed smanjenja pH vrijednosti.

3. Smanjena povr?inska napetost i kapilarnost (zahteva manje deterd?enta).

Eksperimentalna provjera

Na Institutu za fizi?ku hemiju Ruske akademije nauka izvr?ena je eksperimentalna provera efikasnosti rada pretvara?a soli tvrdo?e "Termit" (dva uzorka) i ure?aja "WK-3" kompanije "Lifescience", Velika Britanija , sprovedeno je u uporedivim uslovima.

Ispitivanja su obavljena prema sljede?oj ekspresnoj metodi. Vje?ta?ki pripremljen rastvor u zapremini od 2 l ukupne tvrdo?e od 21,9 mg-eq/l (oko 7,5 puta ve?i od tvrdo?e vode iz reke Moskve i 2,4 puta ve?i od vrednosti dozvoljene tvrdo?e za sisteme sa magnetnim tretman) i pH vrednost 7,5-7,8 preneti su u re?imu kontinuirane cirkulacije. Potonji je izveden uzastopno kroz staklenu me?ukontejneru, ?eli?nu cijev i fluoroplasti?nu cilindri?nu ?eliju.

Soli tvrdo?e su deponovane na aluminijski disk postavljen na dno fluoroplasti?ne ?elije.

Temperatura cirkuli?u?eg rastvora odr?avana je na 85+5°C. Vrijeme cirkulacije otopine u svakom eksperimentu bilo je 2,5 sata.

Nakon zavr?etka cirkulacije, disk je izva?en iz ?elije, ispran i osu?en na vazduhu na 100°C do konstantne te?ine. Koli?ina precipitacije soli tvrdo?e na njemu odre?ena je razlikom u te?ini diska prije i poslije eksperimenta. Prema izrazu (1) utvr?en je efekat protiv kamenca. Sa svakim ure?ajem izvedena su dva paralelna eksperimenta.

Rezultati ispitivanja elektronskih pretvara?a soli tvrdo?e u vodenim rastvorima razli?itih modifikacija i kontrolnih eksperimenata (bez tretmana vode) prikazani su u tabeli 2.

tabela 2

Rezultati ispitivanja ure?aja razli?itih modifikacija

Podaci dati u Tabeli 2 pokazuju da elektromagnetno djelovanje na vodu velike tvrdo?e, ?ak i za kratko vrijeme, mo?e smanjiti koli?inu naslaga soli tvrdo?e nastalih na zidovima za 24-30%. Istovremeno, efikasnost svih prou?avanih ure?aja pod istim uslovima (nivo tvrdo?e, temperatura, pre?nik i du?ina ?eli?ne cevi) je pribli?no ista. Treba napomenuti da se u eksperimentima voda nije uklanjala iz ciklusa, pa je uglji?na kiselina koja se akumulirala u ciklusu, u skladu s kemijskom reakcijom (1), dovela do stacionarnog stanja karbonatnog sistema (talog na disku ) - karbonat (neotopljene ?estice u zapremini vode) - bikarbonat . Kada se voda ukloni iz ciklusa (kako se to obi?no de?ava u praksi), ravnote?a reakcije (1) se pomera udesno, tj. efekat protiv kamenca bi trebalo da se pove?a.

Nakon toga, preduze?e Ecoservice Technohim, zajedno sa Institutom za teorijsku i primenjenu elektrodinamiku Ruske akademije nauka (Ryzhikov I.A. i saradnici), nastavilo je istra?ivanje o uticaju rada ure?aja Termit na proces formiranja kamenca za sistemi teku?e vode na razli?itim temperaturama.

Svi eksperimenti su izvedeni pomo?u vode iz gradske mre?e (Moskva, Sjeverni okrug). Voda je imala slede?i sastav:

• ukupna tvrdo?a - 2,9-3,1 mg-eq/l, uklju?uju?i karbonat - 2 mg-eq/l;
• slobodni ugljen-dioksid CO 2 - 4,4 mg/l;
• op?ta mineralizacija - 170-200 mg/l;
• gvo??e - 0,14-0,18 mg / l;
• oksidabilnost - 7,2 mg O 2 /l;
• odnos kalcijuma i magnezijuma - 4/1 mg/mg;
• pH vrijednost - 7,25-7,3.

U skladu sa SNiP-om, izra?unavanje indeksa zasi?enosti date vode kalcijum karbonatom (stabilnost vode) pokazuje vrijednost J = 0,15. To zna?i da je voda sposobna da talo?i kalcijum karbonat. SNiP u ovom slu?aju omogu?ava kori?tenje magnetske metode za tretman vode protiv kamenca.

Eksperimentalna postavka uklju?ivala je proto?nu ?eliju u obliku kvarcne posude sa cijevi u koju su smje?teni ispitni uzorci od pocin?anog ?elika. Temperatura u podru?ju uzoraka odr?avana je sa ta?no??u od +2 °C. Voda u ?eliju dolazila je iz vodovodne mre?e sa predgrijavanjem. Namotaji ?ica-emitera ure?aja Termit se postavljaju na dovodni cjevovod. Vrijeme nano?enja kamenca na uzorke bilo je do 8 sati.

Eksperimentalni podaci su pokazali da se najve?i efekat protiv kamenca uo?ava kod intenzivnog klju?anja vode u prostoru na kojem se nalaze uzorci. Prilikom pu?tanja u rad ure?aja Termit, pove?anje te?ine vaga na uzorcima bilo je 8-12 puta manje od pove?anja mase na istim uzorcima bez tretmana vode.

Sa smanjenjem temperature vode (pribli?no 98 ° C; na rubu klju?anja), relativna razlika u pove?anju skale smanjila se za 3-5 puta. I, kona?no, pri temperaturi vode od oko 70 ° C, relativna razlika u debljanju je zanemarljiva.

Dobiveni rezultati se mogu objasniti zna?ajnim utjecajem sadr?aja uglji?nog dioksida u vodi na proces stvaranja kamenca. Kada voda proklju?a, parcijalni pritisak uglji?nog dioksida u vodi zna?ajno opada, a ravnote?a reakcije (1) se pomi?e ulijevo. Natrijum bikarbonat se brzo razla?e na karbonatne jone, ugljen-dioksid i voda:

Ca(HCO 3) 2 -> CaCO 3 ? + H 2 O + CO 2 (3)

Intenzivno uklanjanje uglji?nog dioksida tokom klju?anja vode „olak?ava“ rad ure?aja „Termit“ u smislu intenzivnijeg stvaranja taloga nerastvorljivog kalcijum karbonata CaCO 3 u zapremini vode, a ne na povr?ini uzoraka. Sa smanjenjem temperature vode, uklanjanje uglji?nog dioksida je manje intenzivno i, shodno tome, smanjuje se u?inak protiv kamenca.

Paralelno je prou?avana i promjena strukture naslaga soli tvrdo?e. U eksperimentima na uzorcima od pocin?anog ?elika, soli tvrdo?e su prethodno talo?ene iz toka vode. Zatim su uzorci stavljeni u mlaz vode tretirane Termit ure?ajem.

Struktura uzoraka prou?avana je pomo?u mikroskopa atomske sile pri uve?anju od *10000. Dobijeni rezultati su prikazani na sl. 4 i 5. Iz grafikona se vidi da, bez tretmana vode, talog ima gustu amorfnu strukturu. Prilikom uklju?ivanja ure?aja Termit (5 sati rada) pojavljuje se zrnasta struktura sedimenta, ?to ukazuje na njegovo omek?avanje i slojevitost. Visina naslaga je tako?er smanjena za skoro 2 puta.

Rice. 4. Vodeni sediment soli tvrdo?e na ?eli?noj podlozi (voda bez tretmana).

Rice. 5. Vodeni sediment soli tvrdo?e nakon 5 sati rada Termit ure?aja.

Prilikom odabira tipa ure?aja za elektromagnetnu obradu vode u opsegu zvu?nih frekvencija (prema promjeru cjevovoda) i optimalnog na?ina njegovog rada, treba se voditi empirijskim ovisnostima (2) i (3).

Za sisteme vodosnabdevanja sa direktnim tokom:

Q <= (0,005 ? 0,010) d? (2)

gdje je Q - potro?nja vode, m? / h, d - unutra?nji promjer cjevovoda, mm.

Za sistem sa cirkulacijskim krugom:

Qexp. / Qcirc. <= 0,8 (3)

gdje je Qexp. - koli?ina vode koja se uzima iz sistema za potro?nju, m?/h, Qcirc. - zapreminski protok vode koja cirkuli?e u sistemu, m3/sat.

Tako?er treba imati na umu da je samo karbonatna tvrdo?a podlo?na elektromagnetnoj obradi.

Efekat protiv kamenca ?e se pove?ati(ovo se mora uzeti u obzir prilikom instaliranja ure?aja):

• podizanjem temperature vode do ta?ke klju?anja,
• sa ve?im sadr?ajem jona Ca 2+ i Mg 2+,
• sa smanjenjem sadr?aja uglji?nog dioksida u vodi,
• sa pove?anjem alkalnosti vode,
• sa smanjenjem ukupne mineralizacije.
• sa pove?anjem stepena turbulencije toka vode.

Ure?aj treba instalirati ?to bli?e ?ti?enoj opremi. Ako u sistemu postoji centrifugalna pumpa, nakon nje se ugra?uje ure?aj za elektromagnetnu obradu.

Prakti?no iskustvo

Autonomni gasni generatori toplote modularnog tipa za decentralizovano snabdevanje toplotom „Gejzir“ proizvo?a?a NP CJSC „Teplogaz“, Vladimir.

Termit ure?aji su ugra?eni na modularne generatore toplote snage 240-600 kW, a Termit-M ure?aji na blokovima snage 600-1200 kW.

Tokom rada agregata Geyser kapaciteta od 240 do 1200 kW (povr?ina grijanih prostorija je od 3000 do 15000 m?, respektivno), opremljenih ure?ajem Termit, dvije godine je zabilje?eno:

• periodi?ni pregled povr?ina za izmjenu topline (cijevi) generatora topline pokazuje da rezultiraju?i kamenac ima poroznu strukturu koja se lako uklanja, dok se toplinska provodljivost prakti?ki ne smanjuje;
• prije upotrebe ure?aja, vaga je imala tvrdu strukturu koja se te?ko uklanjala s povr?ine, ?to je dovelo do brzog rasta cijevi;
• tro?kovi prirodni gas za grijanje se smanjuju za 10-15%;
• nije bilo ga?enja generatora toplote zbog stvaranja kamenca.

Vazdu?ni kompresor 2VM4-24/9S proizvo?a?a moskovske fabrike "Borets", Vladimir.

Na cjevovodu promjera 50 mm za dovod arte?ke vode za hla?enje kompresora zraka i naknadnog hladnjaka KhRK 9/8, ugra?en je ure?aj Termit. Nakon rada kompresora 3 meseca u radnji hemijskog kombinata, konstatovano je slede?e:

• tokom pregleda nisu uo?ene naslage soli tvrdo?e na povr?ini vodenih „kobula“ kompresora i krajnjeg hladnjaka;
• u ?upljinama vodenih omota?a kompresora prona?ene su tvrde slojeve u obliku zar?alih plo?a, koje su nastale kao posljedica uni?tavanja sloja kamenca na povr?ini omota?a pod utjecajem ure?aja Termit;
• hemijska analiza vode, kako arte?ke tako i na izlazu vode iz hla?ene opreme, pokazuje gotovo isti hemijski sastav (ukupna tvrdo?a, alkalnost, hloridi, gvo??e, sulfati, mangan).

Rashladna jedinica fabrike za preradu mesa, Penza.

Emiterske ?ice ure?aja Termit-M postavljene su na ulazni cevovod pre?nika 250 mm pre nego ?to se ra?va u dva dovodna cevovoda, odnosno na dva plo?asta izmenjiva?a toplote MK-15. Potonji funkcioniraju u sistemu kondenzatorske jedinice rashladnog postrojenja amonijaka.

Voda iz bunara koja je ulazila u izmjenjiva?e topline imala je sljede?i hemijski sastav:

• ukupno gvo??e - 0,35 mg/l,
• ukupna tvrdo?a - 7,7 mg-eq/l,
• pH - 7,19,
• sadr?aj soli - 488,7 mg/l,
• hloridi (Cl-) - 205 mg/l,
• oksidabilnost - 28,4 mg / l.

Voda neprekidno cirkuli?e plo?asti izmjenjiva?i topline MK-15.

Uz nazna?enu tvrdo?u izvorne vode, rad izmjenjiva?a topline MK-15 je zna?ajno kompliciran zbog vrlo brzog zarastanja me?uplo?nog prostora solima tvrdo?e. Potrebno je rastaviti izmjenjiva?e topline i o?istiti ih hemijskim reagensima.

Tokom rada pretvara?a "Termit-M" u trajanju od 1-1,5 mjeseci, uo?eno je nakupljanje ?vrstog sedimenta soli tvrdo?e u me?uplo?nom prostoru izmjenjiva?a topline. Ova okolnost je o?igledno povezana sa omek?avanjem i labavljenjem starih taloga soli tvrdo?e nastalih sa povr?ine cjevovoda i izmjenjiva?a topline.

Nakon tri mjeseca testiranja, nakon otvaranja izmjenjiva?a topline, na povr?ini plo?a uo?en je blagi sme?i talog koji se lako uklanja. Boja taloga je o?igledno povezana sa inkorporacijom oksidisanih jona gvo??a (Fe3+) i produkata korozije u njegovu strukturu. Nisu uo?ene guste naslage kamenca na povr?ini plo?a izmjenjiva?a topline koje se te?ko uklanjaju. To ukazuje da je pod uticajem elektromagnetno zra?enje u opsegu zvu?nih frekvencija soli tvrdo?e se pretvaraju u takvo stanje da se ili ne talo?e na povr?ini izmjenjiva?a topline, ili se djelomi?no talo?e u obliku taloga zrnaste strukture, koji se lako uklanja mlazom vode .

Oprema za razmenu toplote za proizvodnju alkohola, Mcensk.

Dva ure?aja serije Termit postavljena su na dovod rashladne vode do plo?astih izmjenjiva?a topline kako bi se smanjila temperatura sladovine sa 110 na 60 °C. Tokom rada od 1,5 godine, bilo je mogu?e pove?ati vrijeme izme?u ?i??enja izmjenjiva?a topline za 4-6 puta.

Ure?aj "Termit-M" je istovremeno radio na vodovodnoj liniji kojom se napajaju refluks kondenzatori i kondenzatori destilacione jedinice. Temperatura vode na izlazu iz instalacije bila je oko 78°C. Nakon ugradnje ure?aja, vremenski interval izme?u ?i??enja opreme se pove?ao za vi?e od 5 puta. Nastali precipitat soli tvrdo?e ima rahliju strukturu. Primije?eno je i raspadanje ve? postoje?e skale.

Ma?ine za formiranje stakla, tvornica stakla, Gus-Khrustalny.

U sistemu cirkulacije vode za hla?enje tehnolo?ke opreme ma?ine za formiranje stakla iz Waltera, ugra?ena su ?etiri ure?aja Termit. Tokom godi?njeg perioda rada uo?eno je naglo smanjenje stope zarastanja cijevi za izmjenu topline sa solima tvrdo?e. Uklonjena je struktura tvrdog kamenca, zahvaljuju?i ?emu je na?in hla?enja opreme zna?ajno pobolj?an.

Jedinica za elektrodijalizu DVS-800M za dobijanje dejonizovane vode, Podolsk.

Aparat Termit se postavlja na dovod vode do aparata za elektrodijalizu u radnji hemijsko-metalur?kog kombinata.

Nakon ugradnje Termit ure?aja, specifi?na elektri?na provodljivost filtrata se smanjila na 2–3 µS/cm. Tokom 3 mjeseca rada instalacije sa ure?ajem „Termit“, specifi?na elektri?na provodljivost pre?i??ene vode odr?avana je na nivou od 2,5 µS/cm, tj. Kvalitet pre?i??ene vode u pogledu sadr?aja ne?isto?a pobolj?an je za oko 24%.

Dakle, mo?emo zaklju?iti da rad ure?aja doprinosi aktivnijem prelasku ne?isto?a iz izvorne vode u koncentrat.

Kona?no Mo?e se primijetiti da Termit ure?aji uspje?no rade na vi?e od hiljadu i po objekata. Koriste se za za?titu i ?i??enje naslaga tvrdo?e sa sljede?ih sistema i opreme:

• vodovodne komunikacije, sistemi centralnog grijanja;
• oprema za grijanje i grijanje vode - bojleri, bojleri, parogeneratori, radijatori;
• oprema za pre?i??avanje i pripremu vode, uklju?uju?i vodu za pi?e;
• mlaznice i ure?aji za prskanje;
• elektrolizatori, postrojenja za elektrodijalizu;
• Sistemi klimatizacije;
• rashladni sistemi sa cirkulacijom vode;
• sanitarna oprema: vru?e kade, umivaonici, tu?evi;
• ku?anski aparati - perilice rublja i su?a; kuhinjska oprema.

Knji?evnost

1. ?aba B.N., Lev?enko A.P. Tretman vode. Moskva: Izdava?ka ku?a MSU, 1996. 680 str.

2. Web stranica Istra?iva?kog instituta Visokog napona na Tomskom politehni?kom univerzitetu. www.impulse.ru/volna, jul 2004

3. Lifshits O.V. Priru?nik o tretmanu vode u kotlovskim instalacijama. M.: Energy, 1976. 288 str.

4. Prisyazhnyuk V.A. Fizi?ke i hemijske osnove spre?avanje kristalizacije soli na povr?inama za izmjenu topline. ?asopis "Vodovod, grijanje, klimatizacija", br. 10, 2003, str. 26-30.

5. Rat D. Teorija razmjera ili praksa magnetizma, ?asopis Mir Newcomer, br. 1, 2002, str. 92-98.

6. Gra?evinski normativi i pravila 2.04.02-84* „Vodovod. Eksterne mre?e i strukture”.

7. Gra?evinski normativi i pravila 2.04.07-86* „Toplotne mre?e. ?eme toplotnih mre?a, sistema za snabdevanje toplotom.

8. Gnedenkov S.V., Sinebryuhov S.L., Kovryanov A.N. i dr. Utjecaj premaza na intenzitet procesa skaliranja. Institut za hemiju, Daleki istok RAS. Elektronski ?asopis"Istra?ivani u Rusiji", 2003

9. Patent Ruske Federacije br. 2174960 od 20. oktobra 2001. „Ure?aj za pre?i??avanje vode“.

Izdava?: DOO IIP "AVOK-PRESS"
Specijalizovani ?asopis "U?teda energije", 2005

Danas postoji mnogo glasina, puno kontroverzi oko upotrebe ja?ine magnetnog polja, kao opcije za omek?avanje vode i pro?i??avanje zara?enih stari olo? povr?ine. Ljudi su skepti?ni po pitanju magnetnih efekata. Nemogu?e je odmah uo?iti njegov rad, to se ne vidi na konkretnom primjeru. A nepoverljivi ruski narod jo? uvek smatra magnetsko zra?enje mitom.

Me?utim, u nekim industrijama ure?aji za magnetnu i elektromagnetnu obradu vode se veoma uspe?no koriste. U industriji, op?enito, znaju vi?e o radu takvih ure?aja. A recenzije su izuzetno pozitivne. Obrada vode na ovaj na?in poma?e u rje?avanju dva problema odjednom, dok je kori?tenje ostalih ure?aja za omek?avanje usmjereno isklju?ivo na omek?avanje vode.

Magnetne sile djeluju u dva smjera odjednom:

• ?i??enje povr?ina ?ak i na najnezgodnijim, te?ko dostupnim mjestima;
• Omek?avanje

Me?utim, ure?aji to ne ?ine kvaliteta pi?a vode. Ali za takav dvostruki plus, oni su jednostavno neprocjenjivi, jer. dugo poma?u i ne sje?aju se ?i??enja, pranja itd.

sadr?e povr?ine oprema za grijanje?isto?a je izuzetno va?na. Ako se to zanemari, vrlo brzo ?e ure?aj po?eti djelovati. Kamenac, koji se uvijek stvara pri radu s tvrdom ili tvrdom vodom, ima najva?nije negativno svojstvo - stvaranje naslaga kamenca na povr?inama. I niko ne bi obratio pa?nju na ovu raciju (osim prirodno estetske komponente), da kre? nema izolaciona svojstva. Kada se nanese na tople povr?ine, po?inje djelovati kao izolator.

Sva toplina koja se dovodi u sistem prenosi se na vodu u koli?ini koja ne prelazi 15 posto, pa ?ak i manje. Preostali postoci ostaju unutar materijala, koji nastavlja svijetliti dalje. Tako se ispostavlja da krutost dovodi do eksplozija i pukotina ?ak i na najja?im povr?inama. A takvu ?tetu ne mo?ete popraviti. Nije uvijek mogu?e kupiti novu opremu odmah nakon kvara.

Naravno, prije pronalaska magnetnih omek?iva?a vode preventivnim ispiranjem sprije?ili su stvaranje kamenca, poku?ali su ukloniti kamenac u fazi lagani plak, ali nije bilo velikog efekta od takvih pranja.

Nakon otkri?a u 20.st ?udesna mo? uticaja magnetnog polja na vodu, izumljen je prvi magnetni omek?iva? bez reagensa. Ali u procesu njegovog rada uo?eni su nedostaci, koji su ?ovje?anstvo natjerali da razmi?lja i stvori modificiranu verziju koriste?i elektri?ne impulse.

Osnova rada magnetskog, kao i elektromagnetnog pretvara?a, je sna?no polje koje stvaraju linije sile. Kroz njega prolaze soli tvrdo?e, koje se lako lijepe pravokutnog oblika, po?nite ga mijenjati u oblik igle. U ovom obliku te?ko se lijepiti za povr?ine, ali je vrlo zgodno olabaviti ostatke prethodnih naslaga. A po?to je jon igla, popu?tanje se de?ava na jonskom nivou. Ovo je vrlo fino i temeljno ?i??enje povr?ina opreme od starih naslaga, bez upotrebe dodatnog alata.

No, tijekom operacije pokazalo se da je polje koje stvara, ?ak i najja?i i najglomazniji permanentni magnet, prili?no slabo za vanjske utjecaje. Vru?a voda dovela do zaustavljanja ure?aja. Ako je voda stajala unutar cijevi, onda polje vi?e nije radilo. Brzina, pravac, sve je postalo va?no. Ali ?im je polje vi?e puta poja?ano frekvencijskim elektri?nim valovima, gotovo sav negativ iz rada magneta je eliminiran. ?to je u?inilo da se u budu?nosti fokusira na masovnu proizvodnju svih istih elektromagneta.

Govoriti o tome koji je ure?aj bolji nije sasvim ispravno. Polazni podaci se uvijek moraju uzeti u obzir. Ali pod jednakim drugim stvarima, elektromagnetna obrada ?e definitivno biti isplativija i prakti?nija. ?tavi?e, ja?i je, radi bolje, lak?i je i ko?ta malo vi?e. Ali u isto vrijeme, postoje odre?ene situacije u ?ivotu kada nema smisla kupiti elektromagnet. Na primjer, u stanu postoji kolona, za?to instalirati skuplji ure?aj na svu hladnu vodu? Ovdje je magnetni ure?aj sasvim dovoljan. ?tovi?e, danas, zbog te?ine ure?aja, poku?avaju ga u?initi manje osjetljivim, uklju?uju?i i temperature. I to ne bez uspjeha. Neki primerci magnetnih pretvara?a vode mogu izdr?ati temperature preko 120 stepeni! Ono ?to je najva?nije je prona?i mjesto gdje se ure?aj mo?e ugraditi. Samo ne zaboravite da je ure?aj prili?no te?ak, ?to zna?i da cijev ne bi trebala klonuti, ina?e ?e se brzo slomiti.

O. V. Mosin, dr. chem. nauke

U ?lanku je dat pregled perspektivnih savremenih trendova i pristupa u prakti?noj implementaciji magnetnog tretmana vode protiv kamenca u termoenergetici i srodnim industrijama, uklj. u tretmanu vode, kako bi se eliminisalo stvaranje kamenca od soli tvrdo?e (karbonatne, hloridne i sulfatne soli Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+ i Fe 3+) u opremi za izmjenu topline, cjevovodima i vodovodnim sistemima. Razmatraju se principi fizi?kog djelovanja magnetskog polja na vodu, parametri fizi?kih i kemijskih procesa koji se odvijaju u vodi, te pona?anje soli tvrdo?e otopljenih u vodi podvrgnutoj magnetnoj obradi. Pokazano je da je djelovanje magnetskog polja na vodu slo?ene multifaktorske prirode. Date su konstrukcijske karakteristike ure?aja doma?e proizvodnje za magnetnu obradu vode na bazi trajnih i elektromagneta - hidromagnetnih sistema (HMS), magnetnih pretvara?a i magnetnih aktivatora vode. Prikazana je efikasnost upotrebe ure?aja za magnetnu obradu vode u tretmanu vode.

Uvod

Utjecaj magnetskog polja na vodu je kompleksne i multifaktorske prirode i u kona?nici utje?e na promjene u strukturi vode i hidratiziranih jona, fizi?kih i kemijskih svojstava i pona?anja neorganskih soli otopljenih u njoj. Kada se magnetsko polje primeni na vodu, brzine u njoj se menjaju hemijske reakcije zbog toka konkurentskih reakcija rastvaranja i talo?enja otopljenih soli dolazi do stvaranja i razlaganja koloidnih kompleksa, pobolj?ava se elektrohemijska koagulacija, pra?ena talo?enjem i kristalizacijom soli. Postoje i pouzdani dokazi da baktericidno dejstvo magnetno polje, koje je neophodno za upotrebu magnetnog tretmana vode u vodovodnim sistemima gdje visoki nivo mikrobna ?isto?a.

Trenutno su hipoteze koje obja?njavaju mehanizam djelovanja magnetskog polja na vodu podijeljene u tri glavne komplementarne grupe - koloidne, jonske i vodene. Prvi upu?uju na to da pod utjecajem magnetskog polja u tretiranoj vodi dolazi do spontanog stvaranja i razgradnje koloidnih kompleksa metalnih jona, ?iji raspadni fragmenti formiraju centre kristalizacije anorganskih soli, ?to ubrzava njihovu kasniju sedimentaciju. Poznato je da prisustvo jona metala u vodi (posebno gvo??a Fe 3+) i mikroinkluzije od feromagnetnih ?estica ?eljeza Fe 2 O 3 intenzivira stvaranje koloidnih hidrofobnih sola iona Fe 3+ sa hloridnim ionima Cl - i molekulama vode H 2 O op?ta formula. 3zCl - , ?to mo?e dovesti do pojave centara kristalizacije na ?ijoj povr?ini se adsorbuju kationi kalcijumaCa 2+ i magnezijummg 2+ , koji ?ine osnovu karbonatne tvrdo?e vode, i formiranje fino dispergovanog kristalnog taloga koji se talo?i u obliku mulja. U ovom slu?aju, ?to je ve?a i stabilnija hidrataciona ljuska jona, to im je te?e da se pribli?e ili talo?e na adsorbuju?im kompleksima na interfejsu teku?e i ?vrste faze.

Hipoteze druge grupe obja?njavaju djelovanje magnetskog polja polarizacijom iona otopljenih u vodi i deformacijom njihovih hidratacijskih ljuski, pra?eno smanjenjem hidratacije, va?nog faktora koji odre?uje topljivost soli u vodi. elektroliti?ka disocijacija, raspodjela tvari izme?u faza, kinetika i ravnote?a kemijskih reakcija u vodenim otopinama, ?to zauzvrat pove?ava vjerovatno?u konvergencije ionskih hidrata i procesa sedimentacije i kristalizacije anorganskih soli. U nau?noj literaturi postoje eksperimentalni podaci koji potvr?uju da se pod utjecajem magnetskog polja hidratacijske ljuske iona otopljenih u vodi privremeno deformi?u, a mijenja se i njihova raspodjela izme?u ?vrste i teku?e vodene faze. Pretpostavlja se da se uticaj magnetnog polja na ione Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+ i Fe 3+ rastvorene u vodi mo?e povezati i sa stvaranjem slabe elektri?ne struje u pokretnom vodenom toku ili sa pritiskom. pulsiranje.

Hipoteze tre?e grupe postuliraju da magnetsko polje, zbog polarizacije dipolnih molekula vode, direktno uti?e na strukturu vodenih asociacija formiranih od mnogih molekula vode povezanih jedni s drugima putem niskoenergetskih intermolekularnih van der Waalsovih, dipol-dipolnih i vodikovim vezama, ?to mo?e dovesti do deformacije vodikovih veza i njihovog djelomi?nog pucanja, migracije mobilnih H+ protona u asocijativnim elementima vode i preraspodjele molekula vode u privremene asocijativne formacije molekula vode - klastere op?e formule (H 2 O ) n , gdje n prema posljednjim podacima mo?e dose?i od desetina do nekoliko stotina jedinica. Ovi efekti zajedno mogu dovesti do promjene strukture vode, ?to uzrokuje uo?ene promjene u njenoj gusto?i, povr?inskoj napetosti, viskoznosti, pH vrijednosti i fizi?ko-hemijskim parametrima procesa koji se odvijaju u vodi, uklju?uju?i otapanje i kristalizaciju anorganskih soli otopljenih u vodi. Kao rezultat toga, magnezijeve i kalcijeve soli sadr?ane u vodi gube sposobnost formiranja u obliku gustog naslaga - umjesto kalcijevog karbonata CaCO 3 nastaje ?tedljiviji finozrnati polimorfni oblik CaCO 3, nalik na aragonit u strukturu, koja se ili uop?e ne izdvaja od vode, budu?i da se rast kristala zaustavlja u fazi mikrokristala, ili se osloba?a u obliku fine suspenzije koja se akumulira u bazenima ili talo?nicima. Postoje i podaci o utjecaju magnetskog tretmana vode na smanjenje koncentracije kisika i uglji?nog dioksida u vodi, ?to se obja?njava pojavom metastabilnih klatratnih struktura metalnih kationa prema tipu heksaakva kompleksa [Ca(H 2 O 6)] 2+ . Kompleksno djelovanje magnetskog polja na strukturu vode i hidratiziranih katjona soli tvrdo?e otvara ?iroke perspektive za primjenu magnetnog tretmana vode u termoenergetici i srodnim industrijama, uklj. u tretmanu vode.

Magnetni tretman vode se ?iroko primjenjuje u mnogim industrijama, poljoprivreda i medicina. Tako se u gra?evinarstvu obrada cementa magnetnom vodom tokom njegove hidratacije smanjuje vrijeme stvrdnjavanja klinker komponenti cementa s vodom, a finozrnasta struktura formiranih ?vrstih hidrata daje proizvodima ve?u ?vrsto?u i pove?ava njihovu otpornost na agresivne utjecaje. uticaje ?ivotne sredine. U poljoprivredi petosatno namakanje sjemena u namagnetiziranoj vodi zna?ajno pove?ava prinos; Navodnjavanje magnetnom vodom stimuli?e rast i prinos soje, suncokreta, kukuruza, paradajza za 15-20%. U medicini, upotreba magnetizirane vode poti?e otapanje bubre?nih kamenaca, ima baktericidni u?inak. Pretpostavlja se da je biolo?ka aktivnost magnetne vode povezana sa pove?anjem permeabilnosti biolo?kih membrana ?elija tkiva usled ve?e strukture magnetne vode, jer pod uticajem magnetnog polja, molekuli vode, koji su dipoli, orijentisani su na uredan na?in u odnosu na polove magneta.

Upotreba magnetnog tretmana u tretmanu vode za omek?avanje vode je obe?avaju?a, jer ubrzanje procesa kristalizacije soli koje stvaraju kamenac u vodi tokom magnetne obrade dovodi do zna?ajnog smanjenja koncentracija rastvorenih iona Ca 2+ i Mg 2+ u vodi zbog procesa kristalizacije i smanjenja veli?ine kristala talo?enih iz zagrijane magnetski obra?ene vode. Za uklanjanje te?ko talo?ivih finih suspenzija (zamu?enja) iz vode koristi se sposobnost magnetizirane vode da promijeni stabilnost agregata i ubrza koagulaciju (sljepljivanje i talo?enje) suspendiranih ?estica uz naknadno formiranje finog sedimenta, ?to doprinosi za ekstrakciju raznih vrsta suspenzija iz vode. Magnetizacija vode mo?e se koristiti na vodovodima sa zna?ajnom zamu?eno??u prirodnih voda; sli?an magnetni tretman industrijskih otpadnih voda omogu?ava vam brzo i efikasno talo?enje finih zaga?enja.

Magnetna obrada vode poma?e ne samo u sprje?avanju ispadanja soli koje stvaraju kamenac iz vode, ve? i u zna?ajnom smanjenju naslaga. organska materija kao ?to su parafini. Takav tretman je koristan u naftnoj industriji kada se vadi visoko parafinsko ulje, a efekti magnetnog polja su poja?ani ako ulje sadr?i vodu.

Najtra?eniji i najefikasniji magnetni tretman vode pokazao se u ure?ajima za izmjenu topline i sistemima osjetljivim na kamenac - u obliku parnih kotlova, izmjenjiva?a topline i ostalog formiranog na unutra?njim zidovima cijevi. izmjenjiva?i topline?vrste naslage bikarbonata (karbonatne soli kalcijuma Ca (HCO 3) 2 i magnezijuma Mg (HCO 3) 2 se razla?u na CaCO 3 i Mg (OH) 2 uz osloba?anje CO 2 kada se voda zagreje), sulfata (CaSO 4 , MgSO 4), hloridne (MgSO 4 , MgCl 2) i u manjoj meri silikatne (SiO 3 2-) soli kalcijuma, magnezijuma i gvo??a.

Pove?ana tvrdo?a ?ini vodu neprikladnom za potrebe doma?instva, a neblagovremeno ?i??enje izmjenjiva?a topline i cijevi od kamenca u vidu karbonatnih, hloridnih i sulfatnih soli Ca 2+, Mg 2+ i Fe 3+ dovodi do smanjenja promjera cjevovoda. , ?to dovodi do pove?anog hidrauli?kog otpora, ?to zauzvrat negativno uti?e na rad opreme za izmjenu topline. Budu?i da kamenac ima izuzetno nisku toplinsku provodljivost od metala od kojeg su grija?i elementi napravljeni, vi?e vremena se tro?i na zagrijavanje vode. Stoga, tokom vremena, gubici energije mogu u?initi rad izmjenjiva?a topline na takvoj vodi neefikasnim ili ?ak nemogu?im. S velikom debljinom unutra?njeg sloja kamenca, cirkulacija vode je poreme?ena; u kotlovskim instalacijama to mo?e dovesti do pregrijavanja metala i, u kona?nici, do njegovog uni?tenja. Svi ovi faktori dovode do potrebe za popravkom, zamjenom cjevovoda i vodovodna oprema i zahtijeva zna?ajna kapitalna ulaganja i dodatne nov?ane tro?kove kako bi se o?istila oprema za razmjenu topline. Op?enito, magnetna obrada vode osigurava smanjenje korozije ?eli?nih cijevi i opreme za 30-50% (ovisno o sastavu vode), ?to omogu?ava produ?enje vijeka trajanja opreme za grijanje i energiju, vodovodnih cijevi i parovoda i zna?ajno smanjiti stopu nezgoda.

Prema SNiP 11-35-76 "Instalacije kotla", preporu?ljivo je izvr?iti magnetnu obradu vode za opremu za grijanje i kotlove za toplu vodu ako sadr?aj iona ?eljeza Fe 2+ i Fe 3+ u vodi ne prelazi 0,3 mg / l, kiseonik - 3 mg/l, konstantna tvrdo?a (CaSO 4, CaCl 2, MgSO 4, MgCl 2) - 50 mg/l, karbonatna tvrdo?a (Ca (HCO 3) 2, Mg (HCO 3) 2) ne ve?a od 9 meq/l, a temperatura zagrijavanja vode ne smije prelaziti 95 0 C. Za napajanje parnih kotlova - ?eli?nih, koji omogu?avaju unutarkotlovnu obradu vode, i livenog ?eljeza - mogu?a je upotreba tehnologije magnetne obrade vode ako je karbonat tvrdo?a vode ne prelazi 10 mg-eq/l, sadr?aj Fe 2+ i Fe 3+ u vodi - 0,3 mg/l, kada voda dolazi iz vodovoda ili povr?inskog izvora. Brojne industrije uspostavljaju stro?ije propise za procesnu vodu, do dubokog omek?avanja (0,035-0,05 mg-eq/l): za vodocijevne kotlove (15-25 ati) - 0,15 mg-eq/l; kotlovi na vatru (5-15 atm) - 0,35 meq/l; kotlovi visokog pritiska (50-100 ati) - 0,035 mg-eq/l.

Magnetski tretman vode vs. tradicionalnim na?inima omek?avanje vode jonskom izmjenom i reverznom osmozom je tehnolo?ki jednostavno, ekonomi?no i ekolo?ki prihvatljivo. Voda tretirana magnetnim poljem ne poprima nikakva sporedna svojstva koja su ?tetna po zdravlje ljudi i ne mijenja zna?ajno sastav soli, a zadr?ava kvalitet vode za pi?e. Upotreba drugih metoda i tehnologija mo?e biti povezana sa pove?anjem materijalnih tro?kova i problemima sa odlaganjem hemijskih reagensa koji se koriste u procesu obrade vode (naj?e??e kiseline). U tom slu?aju ?esto je potrebno ulo?iti dodatne materijalne tro?kove, promijeniti na?in rada termi?kih ure?aja, koristiti posebne hemijske reagense koji mijenjaju sastav soli tretirane vode itd. koriste se, koji se nakon kationizacije regeneri?u rastvorom natrijum hlorida (NaCl). To stvara probleme za okoli? zbog potrebe za odlaganjem vode za ispiranje s visokim sadr?ajem soli natrijuma. Voda se omek?ava i uz pomo? membranskih filtera reverzne osmoze, koji vr?e njenu dubinsku desalinizaciju. Me?utim, ova metoda je manje uobi?ajena zbog visoke cijene membrana i ograni?enog resursa njihovog rada.

Magnetni tretman vode je li?en gore navedenih nedostataka i efikasan je u tretmanu kalcijum-karbonatnih voda, koje ?ine oko 80% svih voda u Rusiji. Oblasti primjene magnetnog tretmana vode u termoenergetici su parni kotlovi, izmjenjiva?i topline, kotlovi, kompresorska oprema, sistemi za hla?enje motora i generatora, generatori pare, mre?e za snabdijevanje toplom i hladnom vodom, sistemi daljinskog grijanja, cjevovodi i druga oprema za izmjenu toplote.

S obzirom na sve ove trendove i izglede za primjenu magnetnog tretmana vode u mnogim industrijama, trenutno je veoma va?no razvijati nove i unaprijediti postoje?e tehnologije za magnetnu obradu vode kako bi se postigla ve?a efikasnost i rad ure?aja za magnetnu obradu vode u cilju ?to ve?eg pove?anja potpuno izvla?e soli tvrdo?e i soli iz vode.pove?avaju resurse svog rada.

Mehanizam uticaja magnetnog polja na vodu i dizajn aparata za magnetnu obradu vode

Princip rada postoje?ih magnetnih omek?iva?a vode baziran je na slo?enom multifaktorskom dejstvu magnetnog polja generisanog trajnim magnetima ili elektromagnetima na hidratizovane metalne katjone rastvorene u vodi i strukturu hidrata i vodenih saradnika, ?to dovodi do i promjena brzine elektrohemijske koagulacije (slijepljenja i pove?anja) dispergiranih nabijenih ?estica u struji magnetizirane teku?ine i formiranje brojnih centara kristalizacije, koji se sastoje od kristala gotovo iste veli?ine.

U procesu magnetne obrade vode odvija se nekoliko procesa:

Pomicanje elektromagnetnim poljem ravnote?e izme?u strukturne komponente voda i hidratizirani joni;

Pove?anje centara kristalizacije soli rastvorenih u vodi u datoj zapremini vode na mikroinkluzijama iz dispergovanih fero?estica;

Promjena brzine koagulacije i talo?enja dispergiranih ?estica u te?nom toku obra?enog magnetnim poljem.

Efekat protiv kamenca sa magnetnim tretmanom vode zavisi od sastava tretirane vode, ja?ine magnetnog polja, brzine kretanja vode, trajanja njenog boravka u magnetnom polju i drugih faktora. Op?enito, efekat magnetskog tretmana vode protiv kamenca raste s temperaturom tretirane vode; sa ve?im sadr?ajem jona Ca 2+ i Mg 2+; sa pove?anjem pH vrednosti vode: kao i sa smanjenjem ukupne mineralizacije vode.

Kada se tok molekula vode u magnetskom polju kre?e okomito na linije magnetskog polja, du? ose Y (vidi vektor V), nastat ?e moment sila F1, F2 (Lawrenceova sila) koji poku?ava okrenuti molekulu u horizontalu ravni (slika 1). Kada se molekula kre?e u horizontalnoj ravni, du? Z ose, u vertikalnoj ravni ?e nastati moment sila. Ali polovi magneta ?e uvijek sprije?iti rotaciju molekula, a samim tim i usporiti kretanje molekula okomito na linije magnetskog polja. To dovodi do ?injenice da u molekuli vode smje?tenoj izme?u dva pola magneta ostaje samo jedan stupanj slobode - oscilacija du? X ose - linije sile primijenjenog magnetskog polja. Za sve ostale koordinate, kretanje molekula vode ?e biti ograni?eno: molekula vode postaje "pritegnuta" izme?u polova magneta, prave?i samo oscilatorna kretanja oko ose X. Odre?en polo?aj dipola molekula vode u magnetnom polju du? linija terena ?e biti o?uvani, a time i uredni.

Rice. jedan. Pona?anje molekula vode u magnetskom polju.

Eksperimentalno je dokazano da magnetna polja djeluju na mirnu vodu mnogo slabije, jer tretirana voda ima odre?enu elektri?nu provodljivost; kada se kre?e u magnetnim poljima, stvara se mala elektri?na struja. Stoga se ova metoda obrade vode koja se kre?e u toku ?esto naziva magnetohidrodinami?ka obrada (MHDT). Primjenom savremenih MGDO metoda mogu?e je posti?i takve efekte u tretmanu vode kao ?to je pove?anje pH vrijednosti vode (smanjenje korozivne aktivnosti vodenog toka), stvaranje lokalnog pove?anja koncentracije jona. u lokalnoj zapremini vode (za pretvaranje vi?ka jona soli tvrdo?e u fino dispergovanu kristalnu fazu i spre?avanje talo?enja soli na povr?ini cjevovoda i opreme za izmjenu topline) itd.

Strukturno, ve?ina ure?aja za magnetnu obradu vode je magnetodinami?ka ?elija napravljena u obliku ?upljeg cilindri?nog elementa napravljenog od feromagnetnog materijala, s magnetima unutra, koji se zabija u vodovodnu cijev pomo?u prirubni?ke ili navojne veze s prstenastim razmakom, povr?ina popre?nog presjeka od kojih nije manje povr?ine proto?ni dio ulaznog i izlaznog cjevovoda, ?to ne dovodi do zna?ajnog pada tlaka na izlazu iz aparata. Kao rezultat laminarnog stacionarnog strujanja elektri?no provodljive teku?ine, a to je voda, u magnetodinami?koj ?eliji smje?tenoj u jednoli?nom popre?nom magnetskom polju sa indukcijom B 0 (slika 2), nastaje Lorentzova sila ?ija vrijednost ovisi pod optu?bom q?estice, njihovu brzinu u i indukcija magnetnog polja B.

Lorentzova sila je usmjerena okomito na brzinu teku?ine i na linije indukcije magnetskog polja AT, zbog ?ega se nabijene ?estice i ioni u toku fluida kre?u du? kru?nice ?ija je ravnina okomita na linije vektora B. Dakle, odabirom potrebne lokacije vektora magnetske indukcije AT u odnosu na vektor brzine protoka fluida, mogu?e je ciljano uticati na jone soli tvrdo?e Ca 2+, Mg 2+, Fe 2+ i Fe 3+, redistribuiraju?i ih u datom volumenu vodene sredine.

Rice. 2– ?ema strujanja vode u magnetohidrodinami?koj ?eliji. s je elektri?na provodljivost ?elijskih zidova; V 0 je vrijednost amplitude vektora indukcije magnetskog polja.

Prema teorijskim prora?unima, da bi se pokrenula kristalizacija soli tvrdo?e unutar zapremine teku?ine koja se kre?e kroz cijev od zidova cijevi u prazninama magnetskog ure?aja, smjer indukcije magnetskog polja B 0 postavlja se tako da se zona sa nultom vredno??u indukcije formira se u sredini praznina. U tu svrhu, magneti u ure?aju su raspore?eni sa istim polovima jedan prema drugom (slika 3). Pod uticajem Lorentzove sile u vodena sredina postoji protivstruja anjona i kationa koji me?usobno djeluju u zoni sa nultom vrijedno??u magnetne indukcije, ?to doprinosi stvaranju u ovoj zoni koncentracije jona koji me?usobno djeluju, ?to dovodi do njihovog naknadnog talo?enja i stvaranja centara kristalizacija soli koje stvaraju kamenac.

Rice. 3– Raspored magneta, indukcionih linija, vektora Lorentzove sile i jona u MGDO. 1 – anjoni, 2 – pravac indukovanih struja, 3 – zone sa nultom vredno??u indukcije, 4 – katjoni.

Doma?a industrija proizvodi dvije vrste aparata za magnetnu obradu vode (AMO) - na trajni magneti i elektromagneti (solenoid sa feromagnetom) koji se napajaju iz izvora naizmeni?ne struje, generi?u?i naizmeni?no magnetno polje. Pored ure?aja sa elektromagnetima, koriste se ure?aji impulsnog magnetnog polja ?ije ?irenje u svemiru karakteri?e frekvencijska modulacija i impulsi u intervalima od mikrosekundi, sposobni da generi?u jaka magnetna polja sa indukcijom od 5-100 T i super -jaka magnetna polja sa indukcijom ve?om od 100 T. Za to se uglavnom koriste helikoidni solenoidi, izra?eni od jakih legura ?elika i bronce. Superprovodni elektromagneti se koriste za dobijanje super jakih konstantnih magnetnih polja sa ve?om indukcijom.

Zahtjevi koji reguli?u uvjete rada svih ure?aja za magnetnu obradu vode su sljede?i:

Zagrijavanje vode u aparatu ne smije prelaziti 95 °C;

Ukupni sadr?aj hlorida i sulfata Ca 2+ i Mg 2+ (CaSO 4 , CaCl 2 , MgSO 4 , MgCl 2) - ne vi?e od 50 mg/l;

Karbonatna tvrdo?a (Ca (HCO 3) 2, Mg (HCO 3) 2), - ne vi?e od 9 meq/l;

Brzina strujanja vode u aparatu je 1-3 m/s.

U magnetskim ure?ajima koji se napajaju elektromagnetima, voda je podvrgnuta kontinuiranom kontrolisanom dejstvu magnetnog polja razli?ite ja?ine sa vektorima magnetne indukcije koji se smenjuju u smeru, a elektromagneti se mogu nalaziti unutar i izvan ure?aja. Elektromagnet se sastoji od zavojnice sa tri namotaja i magnetnog kola formiranog od jezgra, prstenova okvira zavojnice i ku?i?ta. Izme?u jezgre i zavojnice formira se prstenasti razmak za prolaz tretirane vode. Magnetno polje dvaput prelazi tok vode u smjeru okomitom na njegovo kretanje. Upravlja?ka jedinica osigurava poluvalno ispravljanje AC na DC. Za ugradnju elektromagneta u cjevovod su predvi?eni adapteri. Sam ure?aj mora biti instaliran ?to bli?e ?ti?enoj opremi. Ako u sistemu postoji centrifugalna pumpa, ure?aj za magnetnu obradu se ugra?uje iza nje.

U dizajnu magnetnih ure?aja drugog tipa koriste se trajni magneti na bazi modernih pra?kastih nosa?a - magnetofora, feromagneta od barij ferita i magnetnih materijala rijetkih zemalja od legura rijetkih zemnih metala neodimija (Nd), samarija (Sm) sa cirkonijum (Zr), gvo??e (Fe), bakar (Cu), titan (Ti), kobalt (Co) i bor (B). Potonji na bazi neodimija (Nd), ?eljeza (Fe), titana (Ti) i bora (B) su po?eljniji, jer imaju dug radni vek, magnetizaciju 1500-2400 kA / m, zaostalu indukciju 1,2-1,3 T, energiju magnetnog polja 280-320 kD / m 3 (tabela 1) i ne gube svojstva kada se zagreju na 150 0 OD.

Tabela 1. Main fizi?ki parametri trajni magneti rijetkih zemalja.

Trajni magneti orijentisani na odre?eni na?in nalaze se koaksijalno unutar cilindri?nog tijela magnetnog elementa, izra?enog od nehr?aju?eg ?elika 12X18H10T, na ?ijim krajevima se nalaze konusni vrhovi opremljeni elementima za centriranje, povezani argon-lu?nim zavarivanjem. Glavni element magnetskog pretvara?a (magnetodinami?ke ?elije) je vi?epolni cilindri?ni magnet koji stvara simetri?no magnetsko polje, ?ije aksijalne i radijalne komponente, kada se kre?u od pola do pola magneta, mijenjaju smjer u suprotan. Zbog odgovaraju?e lokacije magneta, koji stvaraju popre?na magnetna polja visokog gradijenta u odnosu na tok vode, posti?e se maksimalna efikasnost efekta magnetnog polja na jone soli koje stvaraju kamenac rastvorene u vodi. Kao rezultat toga, kristalizacija soli koje stvaraju kamenac ne nastaje na zidovima izmjenjiva?a topline, ve? u volumenu teku?ine u obliku fino dispergirane suspenzije, koja se uklanja protokom vode kada se sistem duva. u posebne talo?nike ili jame ugra?ene u bilo koji sistem grijanja, opskrbe toplom vodom, kao i u tehnolo?kim sistemima za razne namjene. Optimalni raspon protoka vode za HMS je 0,5-4,0 m/s, optimalni pritisak je 16 atm. Vijek trajanja je obi?no 10 godina.

U ekonomskom smislu, isplativije je koristiti ure?aje sa trajnim magnetima. Glavni nedostatak ovih ure?aja je ?to se trajni magneti na bazi barijum ferita demagnetiziraju za 40-50% nakon 5 godina rada. Prilikom projektovanja magnetnih ure?aja, tip ure?aja, njegove performanse, indukcija magnetnog polja u radnom zazoru ili odgovaraju?a ja?ina magnetnog polja, brzina vode u radnom zazoru, vreme prolaska vode kroz aktivnu zonu ure?aja, sastav Navedene su dimenzije feromagneta (ure?aji sa elektromagnetima), magnetne legure i magneta (ure?aji sa trajnim magnetima).

Ure?aji za magnetnu obradu vode koje proizvodi doma?a industrija dijele se na magnetne ure?aje za obradu vode (AMO) koji rade na elektromagnetima i hidromagnetne sisteme (HMS) koriste?i trajne magnete, magnetne pretvara?e (hidromultipoli) (MPV, MWS, MMT) i aktivatore vode AMP , MPAV, MVS serija, KEMA doma?instvo i industrijska upotreba. Ve?ina njih je sli?na po dizajnu i principu rada (sl. 4 i sl. 5). HMS ima prednost u odnosu na magnetne ure?aje bazirane na elektromagnetima i tvrdim magnetnim feritima, jer tokom njihovog rada nema problema vezanih za potro?nju energije i popravke u slu?aju elektri?nog kvara namotaja elektromagneta. Ovi ure?aji se mogu instalirati kako u industrijskim tako iu ku?nim uslovima: u vodovodne mre?e za vodosnabdevanje, bojlere, proto?ne bojlere, parne i vodene bojlere, sisteme za grejanje vode razli?ite tehnolo?ke opreme (kompresorske stanice, elektri?ni automobili, termi?ka oprema itd.). Iako su HMS projektovani za protok vode od 0,08 do 1100 m 3 /sat, respektivno, za cjevovode pre?nika 15-325 mm, me?utim, postoji iskustvo u stvaranju magnetnih ure?aja za termoelektrane sa dimenzijama cjevovoda od 4000 x 2000 mm. .

Rice. ?etiri Vrste ure?aja za magnetnu obradu vode (HMS) na trajnim magnetima sa prirubni?kim (gore) i navojnim (donji) priklju?cima.

Rice. 5. Aparat za magnetnu obradu vode na elektromagnetima AMO-25UHL.

Za spre?avanje kamenca koriste se savremeni ure?aji za magnetnu obradu vode na bazi trajnih (tabela 1) i elektromagneta (tabela 2); da se smanji efekat stvaranja kamenca u cevovodima za snabdevanje toplom i hladnom vodom op?te ekonomske, tehni?ke i ku?ne namene, grejnim elementima kotlovske opreme, izmenjiva?ima toplote, parogeneratorima, rashladnim ure?ajima i dr.; za spre?avanje ?ari?ne korozije u cevovodima za snabdevanje toplom i hladnom vodom za op?te ekonomske, tehni?ke i ku?ne potrebe; bistrenje vode (na primjer, nakon hloriranja); u ovom slu?aju, brzina talo?enja soli koje stvaraju kamenac pove?ava se 2-3 puta, ?to zahtijeva talo?nice manjeg kapaciteta; za pove?anje ciklusa filtera sistema za hemijsku obradu vode - ciklus filtera se pove?ava za 1,5 puta sa smanjenjem potro?nje reagensa, kao i za ?i??enje jedinica za izmjenu topline. Istovremeno, ure?aji za magnetnu obradu vode mogu se koristiti samostalno ili kao komponenta sve instalacije podlo?ne stvaranju kamenca tokom rada - sistemi za pre?i??avanje vode u stambenim objektima, vikendicama, dje?jim i medicinskim ustanovama, za tretman vode u prehrambenoj industriji itd. Upotreba ovih ure?aja je najefikasnija za pre?i??avanje vode sa prevla??u karbonatne tvrdo?e do 4 mg-eq/l i ukupne tvrdo?e do 6 mg-eq/l sa ukupnom mineralizacijom do 500 mg/l .

Tab. 2. Tehni?ke karakteristike ku?nih ure?aja za magnetnu obradu vode trajnim magnetima.

Glavne karakteristike:

· Nazivni pre?nik (mm.): 10; petnaest; dvadeset; 25; 32

Nazivni pritisak (MPa): 1

Tab. 3. Tehni?ke karakteristike ku?nih ure?aja za magnetnu obradu vode na elektromagnetima.

Glavne karakteristike:

· Nazivni pre?nik (mm.): 80; 100; 200; 600

Nazivni pritisak (MPa): 1.6

Na osnovu ovog rada mogu se izvu?i sljede?i zaklju?ci:

1) pri magnetnom tretmanu vode postoji uticaj na samu vodu, na mehani?ke ne?isto?e i jone soli koje stvaraju kamenac i na prirodu fizi?ko-hemijskih procesa rastvaranja i kristalizacije koji se odvijaju u vodi;

2) u vodi koja je podvrgnuta magnetnoj obradi mogu?e su promjene hidratacije jona, rastvorljivosti soli i pH vrijednosti, ?to se izra?ava u promjenama u kemijskim reakcijama i brzini procesa korozije.

Dakle, magnetna obrada vode je perspektivan, dinami?no razvijaju?i moderni trend u tretmanu vode za omek?avanje vode, koji uzrokuje brojne prate?e fizi?ko-hemijske efekte, fizi?ke prirode a ?iji obim tek po?inje da se istra?uje. Sada doma?a industrija proizvodi razli?ite ure?aje za magnetnu obradu vode na trajnim i elektromagnetima, koji se ?iroko koriste u toplotnoj i energetici i tretmanu vode. Neosporne prednosti magnetnog tretmana, za razliku od tradicionalnih shema omek?avanja vode pomo?u ionske izmjene i reverzne osmoze, su jednostavnost tehnolo?ke sheme, ekolo?ka sigurnost i ekonomi?nost. Osim toga, metoda magnetne obrade vode ne zahtijeva nikakve kemijske reagense i stoga je ekolo?ki prihvatljiva.

Unato? svim prednostima ure?aja za magnetnu obradu vode, u praksi se u?inak magnetskog polja ?esto pojavljuje tek u prvom periodu rada, a zatim se u?inak postepeno smanjuje. Ovaj fenomen gubitka magnetnih svojstava vode naziva se relaksacija. Zbog toga je u toplotnim mre?ama, pored magnetizacije nadopune vode, ?esto potrebno i vodu koja cirkuli?e u sistemu tretirati stvaranjem takozvanog antirelaksacionog kola, kojim se obra?uje sva voda koja cirkuli?e u sistemu. .

Bibliografija

1. Ochkov VF Magnetski tretman vode: povijest i sada?nje stanje // U?teda energije i tretman vode, 2006, br.2, str. 23-29.

2. Classen V.I. Magnetizacija vodenih sistema, Hemija, Moskva, 1978, str. 45.

3. Solovjeva G. R. Izgledi upotrebe magnetnog tretmana vode u medicini, U: Pitanja teorije i prakse magnetnog tretmana vode i sistema vode, Moskva, 1974, str. 112.

4. Kreetov G. A. Termodinamika jonskih procesa u rastvorima, 2. izdanje, Lenjingrad, 1984.

5. O. I. Martynova, B. T. Gusev i E. A. Leontjev, „Na pitanje mehanizma uticaja magnetnog polja na vodene rastvore soli“, Usp. fizi?ke nauke, 1969, br. 98, str. 25-31.

6. ?esnokova L.N. Pitanja teorije i prakse magnetnog tretmana vode i vodovodnih sistema, Cvetmetinformacija, Moskva, 1971, str. 75.

7. Kronenberg K. Eksperimentalni dokazi o efektima magnetnih polja na vodu koja se kre?e // IEEE Transactions on Magnetics (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., 1985, V. 21, br. 5, str. 2059–2061.

8. Mosin O.V., Ignatov I. Struktura vode i fizi?ka stvarnost // Svijest i fizi?ka stvarnost. 2011, tom 16, broj 9, str. 16-32.

9. Bannikov V.V. Elektromagnetni tretman vode. // Ekologija proizvodnje, 2004, br. 4 , With. 25-32.

10. Porotsky E.M., Petrova V.M. Prou?avanje uticaja magnetne obrade vode na fizi?ka i hemijska svojstva cementa, maltera i betona, Zbornik radova sa nau?nog skupa, LISI, Lenjingrad, 1971, str. 28-30.

11. Espinosa A.V., Rubio F. Namakanje u vodi tretiranoj elektromagnetnim poljima za stimulaciju klijanja sjemena ?ape (Carica papaya L.) // Centro Agricola, 1997, V. 24, br. 1, str. 36-40.

12. Grebnev A.N., Klassen V.I., Stefanovskaya L.K., Zhuzhgova V.P. Rastvorljivost urinarni kamen?ovek u magnetnoj vodi, U: Pitanja teorije i prakse magnetnog tretmana vode i vodnih sistema, Moskva, 1971, str. 142.

13. Shimkus E.M., Aksenov Zh.P., Kalenkovich N.I., Zhivoi V.Ya. O nekima lekovita svojstva voda tretirana magnetnim poljem, u: Uticaj elektromagnetnih polja na biolo?ke objekte, Harkov, 1973, str. 212.

14. Shterenshis I.P. Trenutna drzava problemi magnetnog tretmana vode u termoenergetici (prikaz), Atominformenergo, Moskva, 1973, str. 78.

15. Martynova O.I., Kopylov A.S., Terebenikhin U.F., Ochkov V.F. O mehanizmu utjecaja magnetske obrade na procese stvaranja kamenca i korozije // Teploenergetika, 1979, br. 6, str. 34-36.

16. SNiP 11-35-76 „Kotlovi”. Moskva, 1998.

17. Shchelokov Ya.M. O magnetskom tretmanu vode // Vijesti o opskrbi toplinom, 2002, V. 8, br. 24, str. 41-42.

18. Prisyazhnyuk V.Ya. Tvrdo?a vode: metode omek?avanja i tehnolo?ke sheme // SOK, Rubrika Vodovod i vodoopskrba, 2004, br. 11, str. 45-59.

19. Tebenikhin E.F., Gusev B.T. Obrada vode magnetnim poljem u termoenergetici, Energia, Moskva, 1970, str. 144.

20. S. I. Koshoridze S. I., Levin Yu. Fizi?ki model za smanjenje stvaranja kamenca pri magnetskom tretmanu vode u termoenergetskim ure?ajima // Teploenergetika, 2009, br.4, str. 66-68.

Gulkov A.N., Zaslavsky Yu.A., Stupachenko P.P. Upotreba magnetnog tretmana vode u preduze?ima Dalekog istoka, Vladivostok, izdava?ka ku?a Dalekoisto?nog univerziteta, 1990, str. 134.

21. Saveliev I.V. Predmet op?te fizike, tom 2, Elektricitet i magnetizam. Talasi. Optika, Nauka, Moskva, 1978, str. 480.

22. Branover G.G., Zinnober A.B. Magnetna hidrodinamika nesti?ljivih medija, Nauka, Moskva, 1970, str. 380.

23. Domnin A.I. Hidromagnetski sustavi - ure?aji za sprje?avanje stvaranja kamenca i jami?aste korozije // Vijesti o opskrbi toplinom, 2002, V. 12, br. 28, str. 31-32.

24. Mosin O.V. Magnetni sistemi za tretman vode. Glavne perspektive i pravci // Santehnika, 2011, br. 1, str. 21-25.

Mehanizam uticaja na tretiranu vodu ima fizi?ki (bezreagensni) karakter. Kalcijum, bikarbonatne soli, vodeni rastvor postoje u obliku pozitivno i negativno nabijenih jona. To podrazumijeva mogu?nost efikasnog utjecaja na njih uz pomo? elektromagnetnog polja. Ako se zavojnica namota oko cjevovoda s teku?om teku?inom, a u njemu se inducira odre?eno dinami?ko elektromagnetno polje, tada se osloba?aju ioni kalcijevog karbonata, koji su elektrostati?ki vezani za molekule vode. Tako oslobo?eni pozitivni i negativni ioni su povezani kao rezultat me?usobnog privla?enja, a u vodi nastaju kristali aragonita (visoko dispergirana suspenzija) koji ne stvaraju kamenac.

Brzina promjene polariteta elektromagnetnog polja u ovom slu?aju bi trebala biti takva da bi se prilikom strujanja odre?ene zapremine te?nosti u njemu razru?ile sve veze jona sa molekulima vode. Ovaj proces name?e odre?ene zahtjeve za ja?inu polja, koja treba da bude takva da do?e do razaranja veza izme?u molekula vode i jona kalcijuma, ali da ne prelazi vrijednost pri kojoj dolazi do obrnutog razaranja kristala aragonita. Potrebna ja?ina polja zavisi i od brzine fluida, tj. protok vode u cjevovodu.

Kako je uglji?ni dioksid nusproizvod u formiranju kristala aragonita, tako tretirana voda ima svojstva ki?nice, tj. sposoban da rastvori postoje?e ?vrste naslage karbonata u cjevovodu.

Pod djelovanjem elektromagnetnog polja u vodi se pojavljuje i odre?ena koli?ina vodikovog peroksida. Peroksid, u kontaktu sa gvo??em otopljenim u vodi i sa ?eli?nom povr?inom unutar cevovoda, stvara na njemu hemijski stabilan film Fe3O4 koji ?titi povr?inu od korozije. Vodikov peroksid tako?er ima zna?ajno antisepti?ko i antibakterijsko djelovanje – uni?tava oko 99% vodenih bakterija.

Rezultiraju?e molekule vodikovog peroksida, me?utim, imaju vrlo kratak ?ivotni ciklus i brzo se pretvaraju u oblik kisika i vodonika. Dakle, ovako tretirana voda za pi?e nema ?tetnih nuspojava po zdravlje ljudi.

Baksakov A.P., Shchelokov Ya.M. Kvalitet vode u sistemima grijanja i tople vode.

Jekaterinburg: USTU-UPI, 2001, 34 str.

Detaljne informacije www.gerutec.ru

Tvrdo?a vode je posljedica prisustva soli kalcija i magnezija u njoj, koje ulaze u podzemne vode iz tla koje ona ispire. Infiltracija vode kroz tlo dovodi do promjene sastava soli. Tvrdo?a prirodne vode nije ?tetna po zdravlje, ve? naprotiv, jer. Kalcijum doprinosi uklanjanju kadmijuma iz organizma, ?to negativno uti?e na kardiovaskularni sistem.

Me?utim, pove?ana tvrdo?a ?ini vodu neprikladnom za potrebe doma?instva, stoga, prema GOST 2874-82, op?i standard tvrdo?e je 7 mg-eq / l, a dopu?tena vrijednost je 10 mg-eq / l. Zna?ajna koli?ina magnezijuma tako?e pogor?ava organolepti?ka svojstva vode. Upotreba tvrde vode u doma?instvima i industrijskim potrebama dovodi do vrlo ne?eljenih posljedica:

1. Neproduktivna potro?nja deterd?enata tokom pranja. To je zbog ?injenice da ioni kalcija i magnezija, u interakciji sa sapunima, koji su soli masnih kiselina, formiraju netopive taloge u vodi. Procjenjuje se da se na svaki litar vode tvrdo?e 7,1 meq/l potro?i 2,4 g sapuna.
2. Prerano tro?enje tkanina pri pranju u tvrdoj vodi. Vlakna tkanine adsorbuju sapune kalcijuma i magnezijuma, ?to ih ?ini krhkim i krhkim.
3. U tvrdoj vodi, meso i mahunarke se slabo kuhaju, a nutritivna vrijednost proizvoda se smanjuje. Proteini kuhani iz mesa postaju nerastvorljivi i tijelo ih slabo apsorbira.
4. Pove?ana korozija grija?ih elemenata ku?anskih aparata i izmjenjiva?i topline zbog hidrolize (interakcije s vodom) magnezijevih soli i pove?anja pH vode.
5. Soli kalcijuma i magnezijuma stvaraju ?vrste naslage (kamen, mulj, vodeni kamen) na povr?ini izmjenjiva?a topline i hidrauli?nih ku?anskih aparata, ?to smanjuje efikasnost njihovog rada. Metal pod nerastvorljivim talogom CaCO3 se pregreva i omek?ava, jer kamenac ima nisku toplotnu provodljivost i njegovo prisustvo na grija?ih elemenata dovodi do pove?anja tro?kova energije.

Sve to dovodi do potrebe za popravkom, zamjenom cjevovoda i opreme i, naravno, zahtijeva zna?ajna finansijska ulaganja. Za omek?avanje vode tradicionalno se koriste hemijske metode (reagens - vezivanje katjona Ca2+ i Mg2+ u prakti?no nerastvorljiva jedinjenja; jonska izmena - zamena jona Ca2+ i Mg2+ sa Na+ i H+ jonima filtriranjem kroz posebne materijale).

Alternativni na?in omek?avanja ili, ta?nije, na?in rje?avanja naslage kre?a je elektromagnetni tretman vode. Procesi koji se de?avaju tokom elektromagnetne obrade vode izuzetno su raznoliki i slo?eni, tako da jo? uvek nema konsenzusa o mehanizmu ovih pojava. Postoji niz hipoteza o utjecaju elektromagnetnog polja na ione soli otopljene u vodi.

Prvi je da pod uticajem magnetnog polja dolazi do polarizacije i deformacije jona, pra?enih smanjenjem njihove hidratacije (stepen "disperzije" u vodenom stupcu), ?to pove?ava verovatno?u njihove konvergencije i, na kraju, formiranje centara kristalizacije; drugi uklju?uje djelovanje magnetskog polja na koloidne ne?isto?e vode; tre?a hipoteza kombinuje ideje o mogu?em uticaju magnetnog polja na strukturu vode.

Ovaj utjecaj, s jedne strane, mo?e uzrokovati promjene u agregaciji molekula vode, s druge strane mo?e poremetiti orijentaciju nuklearnih spinova vodika u njegovim molekulima. Obrada vode u magnetnom polju se uglavnom koristi za borbu protiv stvaranja kamenca. Su?tina metode je da kada voda pre?e linije magnetskog polja, kationi soli tvrdo?e se ne osloba?aju na povr?ini grijanja, ve? u masi vode.

Metoda je efikasna u tretmanu voda klase kalcijum-karbonata, koje ?ine oko 80% voda svih vodnih tijela u na?oj zemlji i pokrivaju pribli?no 85% njene teritorije. Smanjenje stvaranja kamenca i drugih naslaga soli ostaje naj?e??e kori?teno polje magnetskog tretmana. Ako su u vodi prisutne disociraju?e soli (prava voda), tokom magnetne obrade dolazi do nekoliko procesa:

• pomicanje elektromagnetnih sila ravnote?nih polja izme?u strukturnih komponenti vode;
• fizi?ko-hemijski mehanizam pove?anja kristalizacionih centara u zapremini te?nosti nakon njenog magnetnog tretmana, kao i promena brzine koagulacije (slepljivanja i uve?anja) dispergovanih ?estica u te?nom toku.

Poznato je da magnetna obrada vodenih sistema dovodi do sljede?ih fizi?ko-hemijskih promjena: brzina rastvaranja anorganskih soli se pove?ava deset puta (za MgSO4 - 120 puta!), a koncentracija otopljenog kisika u vodi nakon magnetne obrade raste. Postoje i podaci koji ukazuju na baktericidno djelovanje magnetskog tretmana vode. U pore?enju sa tradicionalnim omek?avanjem vode, njegov magnetni tretman je jednostavniji, sigurniji i ekonomi?niji.

Magnetski obra?ena voda ne poprima nikakva sporedna svojstva ?tetna po zdravlje ljudi i ne mijenja sastav soli, a zadr?ava okus vode za pi?e. MultiSafe ure?aj, najnoviji razvoj njema?ke kompanije SYR, implementira gore opisanu metodu elektromagnetne obrade vode. Princip rada MultiSafe-a je da spre?i stvaranje i talo?enje CaCO3 i Mg (OH) 2 iz tretirane vode promenom njenog koloidno-hemijskog stanja pod uticajem naizmeni?nog magnetnog polja.

Elektrode komore za obradu su izvori odvajanja koloidno dispergovanih ?estica kalcijum karbonata iz vode, koji deluju kao centri kristalizaciono-zasijavanja. Ovo spontano osloba?anje je jedan od efikasnih na?ina za spre?avanje stvaranja tvrdih naslaga kalcijuma i magnezijuma. Na ovom sjemenu dolazi do stvaranja ?vrste faze zbog elektrodinami?ke disocijacije molekula vode na H+ katione i OH anjone.

OH joni mijenjaju pH vode u pravcu pove?anja njene alkalnosti, ?to dovodi do pomaka u ravnote?i uglji?nog dioksida vode sa bikarbonatnog jona (HCO3) na karbonatni jon (CO3 2), tj. poreme?ena je dinami?ka ravnote?a sistema, ?to se mo?e opisati reakcijom:

2NSO3<=>CO3 2+ CO2 + H2O

Karbonatni jon CO3 2, reaguju?i sa jonom kalcijuma Ca2+ otopljenim u vodi, formira kalcijum karbonat CaCO3 - finiju i lak?e rastvorljivu fazu u pore?enju sa Ca (HCO3) 2 - formira se takozvani rub kristala semena. Nadalje, proces se intenzivira. Na kristalima sjemena formiraju se dodatna mjesta kristalizacije (adhezije) molekula soli kalcija i magnezija.

Formirane agregatne strukture ostaju u suspendiranom finom stanju i ispiru se mlazom vode. Rast kristala je posebno vidljiv kada se voda zagrije. Istovremeno, voda postaje blago zamu?ena. To je zbog ?injenice da, polako rastu?i, kristali po?inju raspr?ivati svjetlost. Njihova maksimalna vrijednost mo?e dose?i samo hiljaditi dio milimetra, ?to im ne dozvoljava stvaranje ?vrstih naslaga u obliku sedimenta i kamenca.

Ovako tretirana voda zadr?ava svoj u?inak protiv kamenca 28 dana, za razliku od drugih sli?nih ure?aja za magnetnu obradu koji se trenutno nalaze na ruskom tr?i?tu, ?iji rezultat tretmana traje od dva do pet dana. Nakon ovog perioda, voda se mora ponovo tretirati. Postoje dobri empirijski podaci (rezultati analize) o kataliti?kom u?inku MultiSafe magnetne obrade na obojeno ?eljezo (Fe2+). Voda koja je pro?la kroz instalaciju i dodatno tretirana ugljenim filterom ne sadr?i Fe2+, a koncentracije na izlazu iz instalacije u smislu oksidnog ?eljeza Fe3+ su smanjene za vi?e od 3 puta.

Na kraju krajeva, pod jednakim uvjetima, izvorna voda nije bila podvrgnuta procesu uklanjanja ?eljeza. Uz to, MultiSafe magnetni tretman poti?e aktivaciju procesa adsorpcije razli?itih ne?isto?a. organskog porijekla. Magnetna obrada uti?e i na elektrokineti?ki potencijal i agregatnu stabilnost suspendovanih ?estica, ?ime se ubrzava njihovo talo?enje, tj. poti?e ekstrakciju raznih vrsta suspenzija iz vode.

Ure?aj se postavlja na ulaz hladne vode u ku?u za jednu ili ?ak nekoliko porodica, jer. propusnost omogu?ava obradu do 3 m3/h. Ure?aj ne zahtijeva posebno odr?avanje, proces je potpuno automatiziran. Svo odr?avanje ure?aja svodi se na zamjenu komore za obradu nakon 1,5-2 godine rada, ?to je ekvivalentno koli?ini vode koju prosje?na porodica potro?i u tom periodu.

MultiSafe ure?aj nalazi primenu u sistemima vodosnabdevanja i grejanja zasebna ku?a, vikendica, za pripremu vode u toploj vodi parni kotlovi, cirkulacijska voda kotlarnica, za pripremu procesne vode u prehrambenoj, celulozno-papirnoj, tekstilnoj i drugim industrijama itd. MultiSafe kombinuje funkcije i ure?aje za?tite, nadzora i regulacije vodovodnog sistema, i to:

• modul za elektrodinami?ku obradu vode;
• sistem za?tite od neovla?tene potro?nje, na primjer, pucanja cijevi i raznih vrsta curenja;
• sistem za dijagnostiku i kontrolu rada ure?aja, kao i dodatni ure?aji dalji tretman vode, npr. DRUFI mehani?ki filteri i SYR ugljeni filter
• indikacija kvarova i kvarova u sistemu.

Navedenim modulima upravlja centralni procesor. Zahvaljuju?i displeju sa te?nim kristalima, postaje mogu?e prikazati, programirati i promeniti re?ime rada. Tastatura se mo?e koristiti za postavljanje dodatnih korisni?kih i operativnih postavki. Tako se uz pomo? MultiSafe ure?aja protok vode obra?uje naizmjeni?nim magnetskim poljem.

Kao rezultat toga, struktura i stepen hidratacije jona rastvorenih soli se menja, a samim tim se stvaraju uslovi za formiranje ionskih saradnika, ?iji broj zavisi od ja?ine elektromagnetnog polja, dijamagnetne osetljivosti jona i dr. faktori. Jonski saradnici koji nastaju pod uticajem magnetnog polja su jezgra nove faze – submikroskopske – i koloidnog stadijuma disperzije, a zatim igraju ulogu dodatnih centara kristalizacije. Direktno djelovanje magnetskog polja na ione ne?isto?a pospje?uje aktiviranje procesa adsorpcije i otvara ?iroke perspektive za tretman vode op?enito.