Menurut SNiP II-35-76* "Pemasangan dandang" (keperluan dokumen ini tidak terpakai untuk dandang dengan tekanan stim lebih daripada 40 kgf/cm2 dan dengan suhu air melebihi 200 °C, serta bilik dandang untuk pemanasan apartmen), rawatan air magnetik untuk dandang air panas Adalah dinasihatkan untuk menjalankan jika kandungan besi di dalam air tidak melebihi 0.3, oksigen - 3, klorida dan sulfat - 50 mg/l, kekerasan karbonatnya tidak lebih tinggi daripada 9 mEq/l, dan suhu pemanasan tidak boleh melebihi 95 ° C. Untuk kuasa dandang stim - keluli, membenarkan rawatan air dalam dandang, dan besi tuang keratan - penggunaan teknologi magnet adalah mungkin jika kekerasan karbonat air tidak melebihi 10 mEq/l, kandungan besi ialah 0.3 mg/l, dan ia datang daripada bekalan air atau sumber permukaan.
Jika syarat ini tidak dipenuhi, pereka perlu menyediakan peranti tambahan untuk pra-pelembutan, penangguhan, penyahudaraan vakum, dsb. Biasanya, kualiti air di mana setiap model tertentu transduser magnetik, dinyatakan secara terperinci oleh pengilang - dalam pasport teknikal produk.
Transduser magnetik
Semua penukar magnet boleh dibahagikan kepada dua kumpulan: dengan magnet kekal dan elektromagnet. Magnet kekal diperbuat daripada bahan khas yang dicirikan oleh daya paksaan yang tinggi (nilai voltan medan magnet, diperlukan untuk penyahmagnetan lengkap magnet) dan aruhan magnet sisa. Sebagai peraturan, feromagnet dan aloi logam nadir bumi digunakan dalam penukar air magnetik. Dalam kes kedua, magnet mencipta medan yang kuat dan stabil, boleh beroperasi dengan berkesan pada suhu sehingga 200 ° C dan hampir sepenuhnya mengekalkan sifat magnetnya selama beberapa tahun.
Untuk merawat air dalam sistem kejuruteraan, medan magnet berselang-seli diperlukan - jika tidak, zarah pelbagai kekotoran feromagnetik (karat, zarah logam, dll.) akan terkumpul pada permukaan magnet atau paip di mana peranti itu dipasang. Oleh itu, penukar dipasang daripada beberapa (4 atau lebih) magnet kekal dengan cara yang kutub positif dan negatif silih berganti.
Transduser magnet dipasang dalam dua cara: tertanam dalam saluran paip (Dalam talian) atau dilindungi secara luaran. Dalam kes pertama, peranti itu adalah silinder berongga, yang dipasang pada paip utama menggunakan sambungan berulir atau bebibir. Blok magnet boleh terletak di luar dan di dalam paip. Model berprestasi tinggi (contohnya, MWS Magnetic Water Systems LLC) boleh terdiri daripada beberapa paip dengan teras magnet tetap di dalam. Kelemahan utama transduser magnetik tersebut ialah pemasangannya yang agak intensif buruh. Di samping itu, jika blok magnet berada di dalam paip, maka beberapa bahan yang terkandung di dalam air akan mengendap di permukaannya, dan pengguna perlu memutuskan sambungan peranti secara berkala untuk mengeluarkannya. Jika magnet terletak di luar paip, memasangnya pada paip keluli akan membawa kepada kelemahan ketara medan magnet.
Transduser magnet luar biasanya terdiri daripada dua bahagian. Mereka diketatkan bersama beberapa skru dan dengan itu diikat pada paip. Model serupa boleh didapati dalam rangkaian produk Mediagon AG dan Aquamax. Sesetengah transduser magnet luar telah membentuk ceruk yang sesuai di dalam perumahnya dan hanya boleh tergelincir ke paip (contohnya, model XCAL Shuttle dari Aquamax). Dari sudut pandangan pemasangan, transduser magnet luar sangat mudah, dan penggunaannya tidak membawa kepada pemendapan pelbagai kekotoran pada permukaan paip. Pada masa yang sama, apabila membeli penukar sedemikian, pengguna mesti mengambil kira kebolehtelapan magnet bahan paip di mana ia dirancang untuk dipasang.
Dalam transduser magnetik dengan elektromagnet, wayar bertebat digunakan sebagai sumber medan, yang dililit di sekeliling paip, dan kadang-kadang di sekeliling silinder berongga yang diperbuat daripada dielektrik. Peranti ini ialah induktor biasa: apabila wayar melintas arus elektrik, medan magnet berselang-seli dijana dalam paip. Arus ke gegelung dibekalkan dari unit elektronik, yang mana anda boleh menukar kuasa peranti dalam julat yang agak luas. Sebagai contoh, transduser magnet EUV 500 Aquatech boleh memproses dengan berkesan dari 24 hingga 1100 m3 air sejam. Bergantung pada model, unit kawalan membolehkan anda menetapkan kuasa peranti secara manual atau melaraskan prestasi penukar magnet secara automatik dengan mengambil kira bacaan meter aliran, masa hari, dsb. Model penukar magnet yang paling canggih menyediakan mod pengendalian dengan paip keluli.
Kelebihan utama penukar elektromagnet adalah kemudahan pemasangan dan keupayaan untuk menukar kuasa peranti bergantung pada penggunaan air, membolehkan rawatan air yang lebih baik dan lebih fleksibel serta mengurangkan jumlah elektrik yang digunakan oleh penukar dengan ketara. Kelemahan utama peranti ini ialah penggunaan elektrik yang berterusan. Di samping itu, mesti ada sumber berhampiran tempat kerja mereka. AC. Kos penukar isi rumah yang beroperasi pada elektromagnet adalah beberapa kali lebih tinggi daripada yang digunakan oleh peranti serupa magnet kekal. Walau bagaimanapun, harga untuk penukar magnet dan elektromagnet produktiviti yang hebat adalah setanding, disebabkan oleh kos tinggi magnet kekal yang berkuasa.
Hari ini, pasaran Rusia menawarkan sejumlah besar model transduser magnetik pelbagai jenis– kedua-dua syarikat domestik (Sistem Air Magnetik, Water-King, Ecoservice Technokhim, Khimstalkomplekt, Eniris-SG, dsb.) dan Barat (Aquamax, Aquatech, Mediagon AG, dsb.) d.). Bergantung pada prestasi dan reka bentuk, mereka dibahagikan kepada isi rumah dan perindustrian. Prestasi penukar isi rumah berkisar antara 0.1 hingga 10 m3/j, dan harganya jarang melebihi 100–150 euro. Prestasi yang paling berkuasa model industri mencapai beberapa ribu m3/j, dan ia boleh menelan belanja puluhan ribu euro.
Pemasangan dan operasi
Keberkesanan transduser magnetik tertentu bergantung kepada beberapa faktor: lokasi peranti dalam sistem; suhu dan komposisi kimia air; kekuatan medan dan konfigurasi; bahan paip di mana peranti dipasang (untuk model luaran).
Apabila memasang penukar pada sistem bekalan air panas dan sejuk, peraturan asas berikut harus dipatuhi. Pertama, sebelum menjalani rawatan magnet, air mesti menjalani penulenan mekanikal dalam penapis yang sesuai. Kedua, pengeluar mengesyorkan memasang peranti sedekat mungkin dengan peralatan yang dilindungi.
Di bangunan kediaman, disyorkan untuk menggunakan penukar magnet bukan sahaja untuk merawat air yang masuk, contohnya, pemanas air, tetapi juga air dari sistem bekalan air sejuk. Ini akan melindungi elemen pemanasan pelbagai jenis daripada skala. perkakas rumah(mesin basuh, cerek, dll.). Jika tangki simpanan disertakan dalam sistem bekalan air di rumah, penukar magnet juga harus dipasang di alur keluarnya, kerana air yang dirawat mungkin kehilangan sifat anti-skalanya semasa berada di dalam tangki.
Di hotel kecil, keluarga kecil bangunan kediaman dan bangunan lain dengan sistem memasak sendiri air panas dan litar peredaran DHW yang dilanjutkan, penukar magnet harus dipasang bukan sahaja pada bekalan ke dandang air sejuk, tetapi juga di pintu masuk ke sana baris balik.
Komposisi kimia air dan suhunya mempunyai nilai hebat Untuk pelaksanaan yang berkesan pemprosesan magnetik. Keperluan yang sepadan dirumuskan dalam dokumen peraturan mengawal selia reka bentuk dan operasi rangkaian pemanasan, mata, dsb.
Jika elemen transduser yang menjana medan magnet terletak di luar saluran paip, keberkesanan rawatan magnet akan bergantung bukan sahaja pada kekuatan dan konfigurasi medan magnet berbanding aliran air, tetapi juga pada kebolehtelapan magnet bahan paip.
Ambil perhatian bahawa penggunaan penukar magnet yang buta huruf membawa kepada penyumbatan sistem dengan enapcemar yang terhasil, yang mesti dikeluarkan dari saluran paip menggunakan penapis mekanikal, dan dari dandang menggunakan peranti khas, disediakan oleh SNiP II-35-76*.
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, semasa rawatan magnet dalam paip, asid karbonik(H2CO3), cepat terurai menjadi air dan karbon dioksida (CO2). DALAM sistem terbuka(DHW) ia akan keluar melalui paip air, dan dalam yang tertutup ia boleh membawa kepada penyiaran. Oleh itu, degasser mesti dipasang pada sistem sedemikian bersama-sama dengan penukar magnet.
Kekerasan air adalah disebabkan oleh kehadiran garam kalsium dan magnesium di dalamnya, yang memasuki air bawah tanah dari tanah yang dibasuh olehnya. Rembesan air melalui tanah membawa kepada perubahan komposisi garamnya. Kekerasan air semula jadi tidak berbahaya kepada kesihatan, tetapi sebaliknya, kerana... Kalsium membantu mengeluarkan kadmium dari badan, yang mempunyai kesan negatif terhadap sistem kardiovaskular.
Walau bagaimanapun, peningkatan kekerasan menjadikan air tidak sesuai untuk keperluan domestik, oleh itu, menurut GOST 2874-82, standard untuk jumlah kekerasan ialah 7 mEq/l, dan nilai yang dibenarkan ialah 10 mEq/l. Sejumlah besar magnesium juga memburukkan sifat organoleptik air. Penggunaan air keras untuk keperluan domestik dan perindustrian membawa kepada akibat yang sangat tidak diingini:
- Perbelanjaan pembaziran bahan pencuci apabila membasuh. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa ion kalsium dan magnesium, berinteraksi dengan sabun, yang merupakan garam asid lemak, membentuk mendakan tidak larut dalam air. Dianggarkan bahawa untuk setiap liter air dengan kekerasan 7.1 mEq/L, 2.4 g sabun digunakan secara berlebihan.
- Kehausan fabrik pramatang apabila dibasuh dalam air keras. Gentian fabrik menyerap kalsium dan sabun magnesium, dan ini menjadikannya rapuh dan rapuh.
- Dalam air keras, daging dan kekacang tidak dimasak dengan baik, dan nilai pemakanan makanan berkurangan. Protein yang direbus daripada daging menjadi tidak larut dan kurang diserap oleh badan.
- Peningkatan kakisan unsur pemanasan perkakas rumah dan penukar haba akibat hidrolisis (interaksi dengan air) garam magnesium dan peningkatan pH air.
- Garam kalsium dan magnesium membentuk mendapan pepejal (skala, enap cemar, batu air) pada permukaan penukar haba dan perkakas rumah hidraulik, yang mengurangkan kecekapan operasinya. Logam di bawah deposit tidak larut CaCO3 menjadi terlalu panas dan melembut, kerana skala mempunyai kekonduksian terma yang rendah dan kehadirannya pada elemen pemanas menyebabkan peningkatan penggunaan tenaga.
Semua ini membawa kepada keperluan untuk kerja pembaikan, penggantian saluran paip dan peralatan dan, tentu saja, memerlukan pelaburan yang besar tunai. Digunakan secara tradisional untuk melembutkan air kaedah kimia(reagen - pengikatan kation Ca2+ dan Mg2+ menjadi sebatian yang hampir tidak larut; pertukaran ion - penggantian ion Ca2+ dan Mg2+ melalui penapisan melalui bahan khas dengan ion Na+ dan H+).
Kaedah alternatif untuk melembutkan, atau, lebih tepat lagi, kaedah memerangi deposit kapur, ialah rawatan air elektromagnet. Proses yang berlaku semasa rawatan elektromagnet air adalah sangat pelbagai dan kompleks, jadi masih tiada konsensus mengenai mekanisme fenomena ini. Terdapat beberapa hipotesis tentang kesan medan elektromagnet ke atas ion garam yang terlarut dalam air.
Yang pertama ialah di bawah pengaruh medan magnet, polarisasi dan ubah bentuk ion berlaku, disertai dengan penurunan dalam penghidratannya (tahap "penyebaran" dalam lajur air), meningkatkan kemungkinan pendekatan mereka dan, akhirnya, pembentukan pusat penghabluran; yang kedua menganggap tindakan medan magnet pada kekotoran koloid air; hipotesis ketiga menggabungkan idea tentang kemungkinan pengaruh medan magnet pada struktur air.
Pengaruh ini, di satu pihak, boleh menyebabkan perubahan dalam pengagregatan molekul air, dan di pihak yang lain, mengganggu orientasi putaran nuklear hidrogen dalam molekulnya. Rawatan air dalam medan magnet digunakan terutamanya untuk memerangi pembentukan skala. Intipati kaedah ini ialah apabila air melintasi garisan daya magnet, kation garam kekerasan dilepaskan bukan pada permukaan pemanasan, tetapi dalam jisim air.
Kaedah ini berkesan dalam merawat perairan kelas kalsium-karbonat, yang membentuk kira-kira 80% daripada perairan semua badan air di negara kita dan meliputi kira-kira 85% daripada wilayahnya. Mengurangkan pembentukan skala dan mendapan garam lain kekal sebagai kawasan aplikasi terluas untuk rawatan magnet. Jika terdapat garam tercerai dalam air ( air sebenar), semasa pemprosesan magnet beberapa proses berlaku:
- anjakan medan keseimbangan antara komponen struktur air oleh daya elektromagnet;
- mekanisme fizikokimia peningkatan pusat penghabluran dalam isipadu cecair selepas rawatan magnetnya, serta perubahan dalam kadar pembekuan (lekatan dan pembesaran) zarah tersebar dalam aliran cecair.
Adalah diketahui bahawa rawatan magnetik sistem akueus membawa kepada perubahan fizikokimia berikut: kadar pelarutan garam tak organik meningkat berpuluh kali ganda (untuk MgSO4 - 120 kali!), Dan kepekatan oksigen terlarut dalam air selepas rawatan magnet meningkat. Terdapat juga data yang menunjukkan kesan bakteria rawatan air magnetik. Berbanding dengan pelembutan air tradisional, rawatan magnet adalah lebih mudah, lebih selamat dan lebih menjimatkan.
Air yang dirawat secara magnet tidak memperoleh sebarang sifat sampingan yang berbahaya kepada kesihatan manusia dan tidak mengubah komposisi garamnya, mengekalkan kualiti rasa air minuman. Peranti MultiSafe, pembangunan terkini syarikat Jerman SYR, melaksanakan kaedah rawatan air elektromagnet yang diterangkan di atas. Prinsip operasi MultiSafe adalah untuk menghalang pembentukan dan pemendakan CaCO3 dan Mg(OH)2 daripada air terawat dengan menukar keadaan kimia koloidnya di bawah pengaruh medan magnet berselang-seli.
Elektrod kebuk rawatan adalah sumber pembebasan zarah terdispersi koloid kalsium karbonat daripada air, yang bertindak sebagai pusat benih penghabluran. Keluaran spontan ini adalah salah satu daripada cara yang berkesan menghalang pembentukan deposit keras kalsium dan magnesium. Pembentukan fasa pepejal berlaku pada benih ini disebabkan oleh pemisahan elektrodinamik molekul air kepada kation H+ dan anion OH.
Ion OH mengubah pH air ke arah meningkatkan kealkaliannya, yang membawa kepada peralihan keseimbangan karbon dioksida air daripada ion bikarbonat (HCO3) kepada ion karbonat (CO3 2), i.e. keseimbangan dinamik sistem terganggu, yang boleh digambarkan dengan tindak balas:
2HCO3<=>CO3 2+ CO2 + H2O
Ion karbonat CO3 2, bertindak balas dengan ion kalsium Ca2+ yang dilarutkan dalam air, membentuk kalsium karbonat CaCO3 - fasa yang lebih kecil dan lebih mudah larut berbanding Ca(HCO3)2 - apa yang dipanggil rim hablur benih terbentuk. Selanjutnya, proses itu dipergiatkan. Pada kristal benih, kerusi tambahan penghabluran (lekatan) molekul garam kalsium dan magnesium.
Struktur agregat yang terbentuk kekal dalam keadaan terampai terampai halus dan dihanyutkan oleh aliran air. Pertumbuhan kristal amat ketara apabila air dipanaskan. Pada masa yang sama, air menjadi sedikit keruh. Ini disebabkan oleh fakta bahawa, apabila kristal perlahan-lahan tumbuh, mereka mula menyebarkan cahaya. Saiz maksimum mereka boleh mencapai hanya seperseribu milimeter, yang tidak memberi mereka peluang untuk membentuk mendapan pepejal dalam bentuk sedimen dan skala.
Air yang dirawat dengan cara ini mengekalkan kesan anti-skalanya selama 28 hari, tidak seperti yang lain peranti yang serupa pemprosesan magnet dibentangkan dalam pada masa ini di pasaran Rusia, hasil pemprosesan yang berlangsung dari dua hingga lima hari. Selepas tempoh ini, air mesti dirawat semula. Terdapat data empirikal yang boleh dipercayai (keputusan analisis) mengenai kesan pemangkin rawatan magnet MultiSafe pada bentuk ferus besi (Fe2+). Air yang telah melalui pemasangan dan dirawat tambahan dengan penapis karbon tidak mengandungi Fe2+, dan kepekatan oksida besi Fe3+ di alur keluar pemasangan dikurangkan lebih daripada 3 kali ganda.
Malah, perkara lain adalah sama, air sumber tidak tertakluk kepada proses penangguhan. Bersama-sama ini, rawatan magnet MultiSafe membantu mengaktifkan proses penjerapan pelbagai kekotoran asal organik. Rawatan magnet juga menjejaskan potensi elektrokinetik dan kestabilan agregat zarah terampai, dengan itu mempercepatkan pemendapan mereka, i.e. menggalakkan pengekstrakan pelbagai jenis bahan terampai daripada air.
Peranti dipasang pada bekalan air sejuk ke rumah untuk satu atau beberapa keluarga, kerana... daya pengeluaran membenarkan pemprosesan sehingga 3 m3/j. Peranti tidak memerlukan penyelenggaraan khas, prosesnya automatik sepenuhnya. Semua penyelenggaraan peranti adalah untuk menggantikan ruang pemprosesan selepas 1.5-2 tahun beroperasi, yang bersamaan dengan jumlah air yang digunakan oleh keluarga purata dalam tempoh tertentu.
Peranti MultiSafe digunakan dalam bekalan air dan sistem pemanasan rumah berasingan, kotej, untuk penyediaan air dalam dandang wap air panas, air kitar semula di rumah dandang, untuk penyediaan air proses dalam makanan, pulpa dan kertas, tekstil dan industri lain, dsb. MultiSafe menggabungkan fungsi dan peranti untuk melindungi, memantau dan melaraskan sistem bekalan air, iaitu:
- modul untuk rawatan air elektrodinamik;
- sistem perlindungan terhadap penggunaan yang tidak dibenarkan, contohnya, paip pecah dan pelbagai jenis kebocoran;
- sistem diagnostik dan kawalan untuk pengendalian peranti, serta peranti tambahan untuk rawatan air selanjutnya, sebagai contoh, penapis pembersihan mekanikal DRUFI dan penapis karbon SYR
- petunjuk kegagalan dan kerosakan dalam sistem.
Modul yang disenaraikan dikawal menggunakan pemproses pusat. Terima kasih kepada paparan kristal cecair, adalah mungkin untuk memaparkan, memprogram dan menukar mod operasi. Anda boleh menggunakan papan kekunci untuk menetapkan tetapan pengguna dan operasi tambahan. Oleh itu, menggunakan peranti MultiSafe, aliran air dirawat dengan medan magnet berselang-seli.
Akibatnya, struktur dan tahap penghidratan ion garam terlarut berubah, dan dengan itu mewujudkan keadaan untuk pembentukan sekutu ionik, bilangannya bergantung pada kekuatan medan elektromagnet, kerentanan diamagnet ion dan lain-lain. faktor. Kaitan ionik yang timbul di bawah pengaruh medan magnet adalah benih fasa baru - sublimicroscopic - dan peringkat koloid penyebaran dan seterusnya memainkan peranan pusat tambahan penghabluran. Kesan langsung medan magnet pada ion kekotoran menyumbang kepada pengaktifan proses penjerapan dan membuka prospek yang luas untuk rawatan air secara umum.
Keinginan untuk menjimatkan bahan dan bahan api memaksa pereka peralatan tenaga untuk mempergiatkan penggunaannya dan meningkatkan kuasa aliran haba per unit luas permukaan pertukaran haba. Seterusnya, keperluan untuk kualiti air suapan pengguna industri dan tenaga semakin meningkat. Pada masa yang sama, teknologi rawatan air sedang dipermudahkan, membolehkan hasil yang hebat dicapai dengan cara yang kecil.
Anda boleh melanggan artikel di
Penggunaan kaedah rawatan air "bukan kimia" dalam sektor tenaga berkembang kerana kelebihan teknologi dan ekonomi: pelaksanaannya dapat mengurangkan jumlah reagen yang digunakan (asid, alkali, natrium klorida) dengan ketara dan dengan itu menyingkirkan masalah mengitar semula air sisa dengan kandungan yang tinggi bahan kimia. Teknologi rawatan air seperti magnet, elektromagnet (frekuensi radio), akustik (ultrasonik), dan membran sedang giat berkembang. Juga, kaedah ini secara konvensional termasuk kaedah elektrokimia (elektrodialisis) dan rawatan air dengan agen pengkompleks (komplekson).
Rawatan air magnet
Peranti magnet dipasang untuk menghalang (atau mengurangkan) pemendapan bahan pembentuk skala pada permukaan pertukaran haba. Skala yang paling biasa dibentuk oleh kalsium karbonat.
Suhu pemendakan kalsium karbonat daripada air semula jadi ialah 40-130 °C. Perlu diingat bahawa suhu air yang dipanaskan dalam penjana haba atau radas menggunakan haba sentiasa lebih rendah daripada suhu dinding permukaan yang dipanaskan. Secara amnya diterima bahawa suhu dinding paip dalam kotak api dandang air panas adalah 30-40 °C lebih tinggi daripada suhu air yang dipanaskan, dan dalam penukar haba (dandang) - sebanyak 15-20 °C. Tetapi, sudah tentu, perbezaan suhu ini berkurangan dengan pengurangan dimensi dan output pemanasan dandang.
Pertimbangan ini dan lain-lain menentukan keperluan berikut untuk teknologi dan peranti untuk rawatan air magnet (SNiP II-35-76**** "Pemasangan dandang", SNiP 41-02-2003 " Rangkaian haba"(dahulunya SNiP 2.04.07-86*), SP 41-101-95 "Reka Bentuk Titik Pemanasan" (dahulunya "Manual untuk Reka Bentuk Titik Pemanasan": M., Stroyizdat, 1983);
Untuk besi tuang dan dandang wap lain dengan suhu pemanasan air sehingga 110 °C, kekerasan karbonat sumber air dibenarkan tidak lebih daripada 7 mmol/l (iaitu, hampir sehingga nilai kekerasan karbonat semulajadi yang tertinggi. air ditentukan di makmal), kandungan besi (Fe) - tidak lebih 0.3 mg/l. Dalam kes ini, adalah wajib untuk memasang pemisah enapcemar pada saluran paip blowdown dandang stim;
Untuk dandang air panas dengan suhu pemanasan air sehingga 95 °C in sistem tertutup bekalan pemanasan, kekerasan karbonat air sumber dibenarkan tidak lebih daripada 7 mmol/l, kandungan besi (Fe) tidak lebih daripada 0.3 mg/l. Dalam kes ini, air sumber tidak perlu dinyahairkan jika kandungan oksigen terlarutnya tidak lebih daripada 3 mg/l dan/atau jumlah nilai klorida (Cl -) dan sulfat (SO4 2-) adalah tidak lebih daripada 50 mg/l. Sebahagian daripada air yang beredar (sekurang-kurangnya 10%) mesti melalui peranti magnet tambahan untuk mengelakkan "pelemahan" kesan magnetik.
Untuk sistem bekalan air panas dengan suhu pemanasan air sehingga 70 0C, semua syarat di atas mesti dipenuhi (sekatan ke atas kekerasan air, kandungan besi, penyahudaraan atau rawatan anti-karat air yang lain), tetapi, sebagai tambahan, adalah perlu. untuk memastikan kekuatan medan magnet tidak lebih daripada 159.103 A/m (2000 E). Syarat lain untuk sistem ini dinyatakan dalam SNiP 41-02-2003 "Rangkaian pemanasan" dan dalam SP 41-101-95 "Reka bentuk titik pemanasan".
Kekurangan teori rawatan air magnetik yang diterima umum dan, akibatnya, kekurangan kaedah untuk mengira parameter, sistem yang musnah rangka kerja kawal selia(terjemahan piawaian ke dalam kategori disyorkan dan diterima secara sukarela), kewujudan berpuluh-puluh (!) pengeluar - semua ini mendorong pengguna untuk memilih peranti secara rawak dan membawa kepada situasi di mana, dalam keadaan yang kelihatan sama, kesan air magnetik rawatan berbeza.
Ahli fizik "klasik" bingung dan ditolak oleh dakwaan jurutera untuk menerangkan keberkesanan rawatan magnet air dengan tindakan magnet pada daya intra-atom. Sudah tentu, untuk daya intra-atom, impuls magnetik peranti yang digunakan adalah sama seperti menembak meriam ke lautan dengan harapan "mengujakannya",
Ia boleh diandaikan bahawa percanggahan itu diselesaikan dengan peringatan mudah: bukan H 2 O yang dirawat dengan air, tetapi air semula jadi - persekitarannya sangat, sangat berbeza.
Di samping itu, ketidakpercayaan disebabkan oleh kewujudan apa yang dipanggil "memori air", iaitu keupayaan air untuk menghalang atau sekurang-kurangnya memperlahankan pembentukan skala yang berterusan untuk masa yang agak lama (mengikut pelbagai anggaran: 12 -190 jam) selepas "pemagnetan".
Daripada hipotesis yang diketahui untuk rawatan air magnetik, hipotesis yang dikemukakan oleh pekerja jabatan rawatan air Institut Kejuruteraan Kuasa Moscow (Universiti Teknikal) dan dikembangkan lebih lanjut di Institut Masalah Minyak dan Gas Akademi Sains Rusia nampaknya yang paling kukuh.
Perkara utama hipotesis: rawatan air magnetik boleh berkesan hanya jika terdapat zarah feromagnetik dalam air (sekurang-kurangnya dalam kuantiti lebih daripada 0.1-0.2 mg/l). Air mesti tepu super dengan ion kalsium dan karbonat. Fluks magnet menggalakkan pemecahan agregat zarah feromagnetik menjadi serpihan dan zarah individu, "melepaskan" mereka dari cangkang air, dan pembentukan gelembung mikro gas.
Mikrozarah feromagnetik dalam kuantiti yang sangat meningkat mewujudkan pusat penghabluran, dan unsur-unsur pembentuk skala kurang dimendapkan pada permukaan bertekanan haba dan lebih banyak termendap di dalam aliran air. Buih mikro gas bertindak sebagai agen pengapungan.
Reka bentuk peranti magnet adalah pelbagai.
Kecekapan terbaik ditemui pada peranti yang tiangnya bukan diperbuat daripada keluli karbon, tetapi daripada logam nadir bumi yang mengekalkan "daya magnet" sehingga suhu air 200 ° C dan mempunyai hayat perkhidmatan yang panjang (lebih 10 tahun, sifat magnet melemahkan sebanyak 0.2-3 sahaja.
Medan magnet mestilah berubah-ubah. Oleh itu, peranti magnet terdiri daripada empat atau lebih magnet - supaya kutub positif dan negatif silih berganti.
Magnet boleh terletak di dalam dan di luar paip. Apabila tiang terletak di dalam, zarah besi terkumpul pada tiang (yang memerlukan pembongkaran radas untuk pembersihan). Apabila meletakkan magnet secara luaran, perlu mengambil kira pergantungan kebolehtelapan magnet bahan paip.
Pada kuantiti yang banyak besi dalam sumber air (5-10 mg/l) dan penggunaan air yang rendah, apabila ia tidak sesuai dari segi ekonomi untuk mengatur penyingkiran air besi khas, jejaring penapis bermagnet boleh disediakan di hadapan radas magnet: kedua-dua feromagnetik dan lain-lain zarah terampai akan dikekalkan.
Dengan mengambil kira peruntukan hipotesis "ferromagnetik" mengenai "magnetisasi" air yang diterangkan di atas, adalah perlu dalam setiap kes untuk mempertimbangkan dengan teliti keadaan pemasangan peranti. Ia juga perlu kritikal terhadap piawaian di atas untuk besi: tidak lebih daripada 0.3 mg/l. Adalah perlu untuk menetapkan had yang lebih rendah untuk kandungan besi dalam air sumber dan mungkin menaikkan had atas.
Semasa rawatan magnet, karbon dioksida terbentuk. Karbon dioksida yang terhasil dalam sistem air panas dan perindustrian sistem peredaran dilepaskan melalui kelengkapan air dan menara penyejuk. Dalam sistem tertutup dengan aliran air yang tinggi, perlu memasang degassers.
Serpihan yang terhasil mesti dikeluarkan dari sistem melalui pemisah enap cemar. Ia harus diambil kira bahawa emparan pam edaran mesti dipasang selepas radas magnet supaya kepingan tidak runtuh.
Rawatan air elektromagnet (frekuensi radio).
Kelebihan pemprosesan elektromagnet adalah pemasangan yang mudah: kabel elektrik hanya dilekatkan pada paip (biasanya sekurang-kurangnya enam pusingan). Apabila arus elektrik dibekalkan ke kabel, gelombang elektromagnet yang terhasil masuk air semula jadi menukar struktur bahan yang terletak di sana (terutamanya, seperti yang diterangkan di atas, zarah feromagnetik). Akibatnya, kekotoran kalsium yang membentuk skala (terutamanya karbonat) kurang termendap pada permukaan yang ditekankan haba.
Kemudahan kaedah rawatan air ini adalah keupayaan untuk mengubah kesan ke atas air dengan menukar bekalan elektrik (kuasa dan arus).
Frekuensi radio - salah satu kelas gelombang elektromagnet - dibahagikan kepada 12 julat bergantung pada frekuensi dan panjang gelombang. Julat frekuensi yang digunakan dalam rawatan air yang diterangkan ialah 1-10 kHz, iaitu sebahagian daripada julat inframerah frekuensi rendah(0.3-3 kHz) dan frekuensi sangat rendah (3-30 kHz).
Seperti rawatan air magnetik (menggunakan magnet kekal), rawatan elektromagnet hanya terpakai untuk air, secara perbandingan suhu rendah pemanasan - tidak lebih daripada 110-120 °C dan di mana tiada air mendidih berhampiran dinding. Oleh itu, rawatan sedemikian tidak boleh digunakan untuk dandang stim di mana suhu pemanasan air melebihi 110 °C. Mungkin kerana kuasa haba mengalir melalui permukaan wap yang dipanaskan dan dandang air panas yang besar adalah tinggi yang tiada tandingannya berbanding dengan kuasa isyarat elektromagnet yang menghalang pembentukan skala.
Anggaran berkali-kali berbeza bagi beban haba permukaan pemanasan yang mana rawatan air elektromagnet berkesan adalah petunjuk. Pelbagai syarikat tandakan untuk peranti mereka nilai yang sah kuasa aliran haba: dari 25-50 hingga 175 kW/m2. Tetapi kebanyakan syarikat tidak menunjukkan nilai ini sama sekali.
Proses fizikokimia rawatan frekuensi radio air masih belum cukup dikaji, dan fakta yang diperolehi dalam kajian tidak mendapat tafsiran yang memuaskan. Walau apa pun, dakwaan pengeluar peranti untuk kemungkinan menggunakan kaedah ini dalam pelbagai nilai kekerasan, kemasinan dan suhu air, untuk dandang dan penukar haba yang berbeza, adalah tidak wajar.
Rawatan air akustik (ultrasonik).
Telah dinyatakan di atas bahawa disebabkan oleh kekurangan kaedah pengiraan berasas yang diterima umum untuk memilih parameter peranti magnetik dan elektromagnet, kebolehulangan hasil rawatan air adalah lemah. Dalam hal ini, rawatan air ultrasonik mempunyai kelebihan: hasilnya sentiasa jelas dan boleh dihasilkan semula.
Teknologi ultrasonik untuk mencegah pembentukan mendapan pada permukaan pemindahan haba peralatan adalah berdasarkan pengujaan ultrasonik getaran mekanikal dalam ketebalan aliran air dan/atau dalam dinding pemindahan haba peralatan.
Had aplikasi teknologi ini, seperti yang dilaporkan oleh pengeluar yang berbeza, sangat berbeza:
Kekerasan air sumber (terutamanya karbonat) adalah sehingga 5-8 atau lebih mmol/l (had atas belum dijumpai);
Suhu air yang dipanaskan - sehingga 80-190 °C (penukar haba dan dandang stim tekanan rendah- sehingga 1.3 MPa).
Parameter pengendalian lain, syarat untuk menggunakan peranti akustik - lihat "Ruang dandang industri dan pemanasan dan mini-CHP", 2009, No. 1.
Terdapat beratus-ratus objek yang peranti anti-skala ultrasonik beroperasi dengan jayanya. Tetapi kesukaran untuk menentukan lokasi pemasangan peranti pada peralatan memerlukan pengawasan kerja pakar pengilang.
Kaedah elektrokimia rawatan air
Terdapat beberapa kaedah dan reka bentuk elektrokimia yang memungkinkan untuk mencegah pembentukan mendapan dalam peralatan (termasuk skala dalam penjana haba dan penukar haba), memperbaiki dan mempergiatkan proses pengapungan, pembekuan, pemendapan, dsb.
Reka bentuk berbeza, tetapi intipatinya adalah di bawah pengaruh medan elektrik Dalam air, proses elektrolisis dimulakan: garam kekerasan, sebatian besi dan logam lain dimendapkan pada katod, dan karbon dioksida dan karbon dioksida terbentuk di anod. Ion yang terhasil juga mempunyai kesan merosakkan bakteria dan kekotoran biologi lain dalam air.
Penggunaan elektrik bergantung terutamanya pada mineralisasi sumber air dan jarak antara elektrod.
Teknologi terperinci rawatan air elektrokimia pengeluar yang berbeza diterangkan: "Aqua-Term", 2003, No. 2 dan "Aqua-Magazine", 2008, No. 3.
Teknologi elektroplasma untuk pembersihan air telah dibangunkan dan telah digunakan, tetapi aplikasinya memerlukan penyelidikan tambahan dalam keadaan sebenar objek.
Kaedah pemprosesan lain
Banyak kajian dan pengalaman kerja yang luas peralatan pertukaran haba Telah ditetapkan bahawa pengenalan bahan pengkompleks tertentu ke dalam air memungkinkan untuk mencegah pembentukan skala.
Pada asasnya penting untuk ambil perhatian bahawa jumlah komplekson yang diperkenalkan adalah jauh lebih rendah daripada jumlah stoikiometrik. Keadaan ini membolehkan kita mencirikan kaedah ini sebagai "tidak cukup kimia" - tiada pertukaran elektron antara atom, seperti dalam tindak balas kimia "klasik".
Dalam teknologi ini, kejayaan yang terjamin hanya boleh dicapai dengan pertimbangan mandatori terhadap keadaan operasi terma dan hidrodinamik peralatan. Kompleks kajian diperlukan di setiap kemudahan dan penyeliaan berterusan pakar yang berkelayakan ke atas pengendalian peralatan.
Mesej, penerbitan tentang reagen dan teknologi, had penggunaan kaedah rawatan air ini sangat banyak sehingga penerangannya di luar skop artikel ini. Ciri-ciri kaedah ini harus dibincangkan dalam artikel berasingan.
.jpg)
Ucapan terakhir, sudah tentu, juga harus digunakan untuk kaedah membran.
Semua teknologi rawatan air yang dianggap, walaupun terdapat perbezaan dalam prinsip dan ciri, mempunyai ciri yang sama: kapasiti tenaganya adalah rendah. Dan kuasa haba mengalir sangat berbeza. Ia mungkin ternyata bahawa kesan magnet, elektromagnet, denyutan ultrasonik, kompleks tidak akan mencukupi, dan bahan pembentuk skala akan "mempunyai masa" untuk menetap di permukaan pertukaran haba.
Kelajuan aliran air juga sangat berbeza.
Laporan kemalangan dandang tiub api yang menjadi lebih kerap dalam beberapa tahun kebelakangan ini mengesahkan, khususnya, pergantungan langsung pembentukan skala pada kelajuan air dan kuasa aliran haba.
Dandang tiub api moden, tidak seperti dandang yang dihasilkan pada tahun 30-an dan 40-an. abad yang lalu, mempunyai penunjuk yang baik tentang nisbah keluaran haba dan dimensi, tetapi mengekalkan kelemahan reka bentuk dandang tiub api: kadar aliran air yang rendah dan kehadiran zon bertakung.
" artikel. Terdahulu, dalam artikel "Kaedah extrasensori dan fizikal untuk melembutkan air" kami telah menemui topik yang sama - rawatan air magnetik. Dan kami menentukan bahawa rawatan air magnetik (jika medan magnet tetap digunakan) direka untuk tertentu. komposisi fizikal dan kimia air yang berterusan, kelajuan alirannya, serta banyak penunjuk lain Dan kami sampai pada kesimpulan bahawa medan magnet yang berterusan tidak dapat mengimbangi perubahan dalam parameter ini, dan oleh itu magnet kekal bukan. cara yang sangat berkesan dalam kebanyakan kes kesimpulan sedemikian datang ke fikiran bukan sahaja kepada kita, tetapi juga kepada kita sendiri kira-kira 20 tahun yang lalu mereka mula berkembang cara alternatif melembutkan air dengan cara fizikal.
Skala pertempuran dengan ultrasound dan nadi elektromagnet adalah perjuangan menggunakan rawatan air fizikal. Tidak seperti kaedah reagen kimia untuk melembutkan air yang diterangkan sebelum ini, kaedah fizikal tidak melibatkan penggunaan sebarang reagen. Selain itu, bahan pengikat (seperti polifosfat) yang diperkenalkan semasa rawatan air, sebaliknya, menyekat hasil operasi peranti rawatan air fizikal. Jadi, mari kita bercakap dengan lebih terperinci mengenai kaedah moden rawatan air fizikal.
Prinsip asas rawatan air fizikal
Termasuk ultrasound dan nadi elektromagnet, kesan peronggaan muncul semasa pemprosesan.
Cavitation (dari bahasa Latin cavitas - kekosongan) ialah pembentukan dalam cecair rongga (gelembung peronggaan, atau gua) yang dipenuhi dengan wap. Peronggaan berlaku akibat penurunan tekanan tempatan dalam cecair, yang boleh berlaku sama ada dengan peningkatan kelajuannya (peronggaan hidrodinamik), atau dengan laluan gelombang akustik berintensiti tinggi semasa separuh tempoh jarang (peronggaan akustik). ); terdapat sebab lain untuk kesannya. Bergerak mengikut aliran ke kawasan yang lebih banyak tekanan tinggi atau semasa separuh kitaran pemampatan, gelembung peronggaan runtuh, memancarkan gelombang kejutan.
Akibat daripada peronggaan ini dalam air, kebarangkalian perlanggaran ion kalsium dan magnesium meningkat, yang menyebabkan pusat-pusat nukleasi penghabluran terbentuk. Pusat-pusat ini secara bertenaga lebih menguntungkan berbanding dengan tempat biasa pembentukan skala (dinding paip, permukaan pemanasan), oleh itu skala mula terbentuk bukan sahaja di mana-mana, tetapi pada pusat penghabluran yang dicipta - dalam jumlah air.
Akibatnya, skala tidak terbentuk pada dinding paip dan elemen pemanasan. Apa yang dikehendaki untuk dicapai. Anda boleh membaca lebih lanjut mengenai rawatan air fizikal dalam artikel "Cara rawatan air fizikal?" Buat masa ini, mari kita beralih kepada jenis rawatan air fizikal.
Rawatan air ultrabunyi.
Teknologi ultrasonik menonjol dalam siri ini kerana ia memberikan kesan serentak pada pembentukan skala oleh beberapa mekanisme yang berbeza. Oleh itu, apabila air disonikasi dengan ultrabunyi dengan keamatan yang mencukupi, kristal garam kekerasan yang terbentuk dalam air yang dipanaskan akan musnah dan berpecah. Ini membawa kepada pengurangan saiz hablur dan peningkatan pusat penghabluran dalam air yang dipanaskan. Akibatnya, sebahagian besar kristal tidak mencapai saiz yang diperlukan untuk pemendapan, dan proses pembentukan skala pada permukaan pertukaran haba menjadi perlahan.
Mekanisme pengaruh teknologi ultrasonik seterusnya pada pembentukan skala ialah pengujaan ayunan frekuensi tinggi pada permukaan pertukaran haba. Menyebarkan ke atas seluruh permukaan peralatan pertukaran haba, getaran ultrasonik menghalang pembentukan mendapan skala di atasnya, menangkis kristal garam dari permukaan pertukaran haba dan memperlahankan pemendapannya. Dalam Rajah. Rajah 2 menunjukkan video animasi yang menunjukkan proses ini.
Getaran lentur permukaan pertukaran haba juga memusnahkan lapisan skala yang telah terbentuk. Kemusnahan ini disertai dengan mengelupas dan memotong kepingan sisik. Jika lapisan skala yang terbentuk sebelum ini adalah ketara berbanding diameter saluran bekalan air, terdapat bahaya tersumbat dan tersumbat. Oleh itu, salah satu keperluan utama untuk kejayaan penggunaan teknologi ultrasonik ialah pembersihan awal permukaan pemindahan haba dari lapisan deposit skala yang terbentuk sebelum memasang peranti ultrasonik.
Iaitu, dua kesan daripada rawatan air ultrasonik diperhatikan:
- menghalang pembentukan skala dan
- pemusnahan lapisan skala yang telah terbentuk.
Denyutan elektromagnet terhadap pembentukan skala.
Apakah yang dilakukan oleh pelembut air tanpa reagen menggunakan denyutan elektromagnet? Ia sangat mudah. Ia memberi kesan kepada air dengan cara berikut. Dalam air yang tidak dirawat, apabila dipanaskan, kristal kalsium karbonat (kapur, batu kapur) biasanya terbentuk, bentuknya serupa dengan burdock (sinar dengan duri, menyimpang dalam arah yang berbeza).
Terima kasih kepada bentuk ini, kristal disambungkan antara satu sama lain seperti cangkuk dengan pengikat dan, dengan itu, membentuk sukar untuk ditanggalkan. deposit berkapur- iaitu skala, dalam bentuk kerak yang sangat padat dan keras.
Pelembut air tanpa reagen Calmat secara semula jadi mengubah proses penghabluran garam kekerasan. Unit kawalan menghasilkan impuls elektrik dinamik pelbagai ciri, yang dihantar melalui wayar penggulungan pada paip ke dalam air. Selepas rawatan dengan peranti, kapur (kristal kalsium karbonat) terbentuk dalam bentuk batang.
Dalam bentuk rod, kristal karbonat tidak lagi mempunyai keupayaan untuk membentuk mendapan berskala kapur. Batang kapur yang tidak berbahaya akan dibasuh dengan air dalam bentuk debu kapur.
Semasa rawatan air menggunakan denyutan elektromagnet, sejumlah kecil karbon dioksida dibebaskan, yang membentuk karbon dioksida di dalam air. Karbon dioksida adalah agen semula jadi yang terdapat dalam alam semula jadi yang melarutkan mendapan kapur. Karbon dioksida yang dibebaskan secara beransur-ansur menghilangkan mendapan kapur yang sedia ada dalam saluran paip, sambil menjadi lembut pada bahan paip. Juga, di bawah pengaruh karbon dioksida, lapisan filem nipis dibuat dalam paip yang dibersihkan. Ia menghalang berlakunya kakisan biasa dan pitting dalam paip logam.
Jadi, tidak seperti rawatan air dengan ultrasound, kami mempunyai tiga kesan daripada denyutan elektromagnet:
- menghalang pembentukan skala,
- pemusnahan lapisan skala yang telah terbentuk dan
- pembentukan lapisan pelindung anti-karat.
Sudah tentu, sebagai tambahan kepada teori yang diterangkan tentang keberkesanan kaedah fizikal rawatan air, terdapat banyak lagi. Terdapat juga banyak teori tentang ketidakberkesanan kaedah ini. Walau bagaimanapun, amalan menunjukkan bahawa beberapa peranti masih menghadapi tugas yang diberikan - menghalang pembentukan skala.
Bagaimana untuk mengenal pasti mereka? Bagaimana untuk tidak membeli omong kosong? Ia sangat mudah: tanya penjual untuk tanda yang menunjukkan kepada anda masa yang singkat anda boleh menentukan sama ada ada keputusan atau tidak. Dan juga menuntut syarat pulangan jika tanda-tanda ini tidak muncul.
Mekanisme pengaruh ke atas air terawat adalah bersifat fizikal (bebas reagen). Kalsium, garam hidrokarbonat, dalam larutan akueus wujud dalam bentuk ion bercas positif dan negatif. Dari sini timbul kemungkinan kesan yang berkesan pada mereka menggunakan medan elektromagnet. Jika gegelung dililit di sekeliling saluran paip dengan cecair yang mengalir, dan medan elektromagnet dinamik tertentu teraruh di dalamnya, ion kalsium karbonat, terikat secara elektrostatik kepada molekul air, dilepaskan. Ion positif dan negatif yang dibebaskan dengan cara ini digabungkan sebagai hasil tarikan bersama, dan kristal aragonit (suspensi yang sangat tersebar) terbentuk di dalam air, yang tidak membentuk skala.
Kadar perubahan dalam kekutuban medan elektromagnet hendaklah sedemikian rupa sehingga semasa aliran isipadu cecair tertentu di dalamnya, semua ikatan ion dengan molekul air akan musnah. Proses ini mengenakan keperluan tertentu pada kekuatan medan, yang mesti sedemikian rupa sehingga ikatan antara molekul air dan ion kalsium dimusnahkan, tetapi tidak melebihi nilai di mana pemusnahan terbalik kristal aragonit berlaku. Kekuatan medan yang diperlukan juga bergantung pada kelajuan bendalir, i.e. aliran air dalam saluran paip.
Oleh kerana karbon dioksida adalah hasil sampingan dalam pembentukan kristal aragonit, air yang dirawat dengan cara ini mempunyai sifat air hujan, i.e. mampu melarutkan mendapan karbonat keras sedia ada dalam saluran paip.
Di bawah pengaruh medan elektromagnet, sejumlah hidrogen peroksida juga muncul di dalam air. Peroksida, apabila bersentuhan dengan besi yang dilarutkan dalam air dan dengan permukaan keluli di dalam saluran paip, membentuk filem Fe3O4 yang stabil secara kimia di atasnya, yang melindungi permukaan daripada kakisan. Hidrogen peroksida juga mempunyai kesan antiseptik dan antibakteria yang ketara - ia memusnahkan kira-kira 99% bakteria akuatik.
Molekul hidrogen peroksida yang terhasil, bagaimanapun, mempunyai sangat pendek kitaran hidup dan cepat ditukar kepada bentuk oksigen dan hidrogen. Oleh itu, diproses dengan cara ini air minuman tidak mempunyai sebarang kesan berbahaya kesan sampingan pada kesihatan manusia.
Baksakov A.P., Shchelokov Ya.M. Kualiti air dalam sistem pemanasan dan air panas.
Ekaterinburg: USTU-UPI, 2001, 34 p.
Maklumat terperinci www.gerutec.ru