Электрохимический способ умягчения воды

 

Изобретение может быть использовано для предотвращения образования отложений сульфата кальция на теплопередающих поверхностях в системах водоснабжения и опреснения. Целью изобретения является снижение образования сульфатной накипи на теплопередающих поверхностях за счет обеспечения возможности кристаллизации сульфата кальция в объеме раствора. Воду, содержащую сульфат кальция, подают в диафрагменный электролизер, раздельно выводят анолит и католит, отстаивают католит и смешивают его с анолитом, причем снижение образования сульфатной накипи на теплопередающих поверхностях за счет обеспечения возможности кристаллизации сульфата кальция в объеме раствора достигается при пропускании электричества в количестве не менее 14 А·ч/м^З 1 табл.

Изобретение относится к безреагентным способам подготовки воды для теплоэнергетических установок, работающих с использованием высокоминерализованной воды, в частности морской, и может быть использовано для предотвращения образования отложений сульфата кальция на теплопередающих поверхностях в системах водоснабжения и опреснения. Целью изобретения является снижение образования сульфатной накипи на теплопередающих поверхностях за счет обеспечения возможности кристаллизации сульфата кальция в объеме раствора. Способ осуществляется следующим образом. П р и м е р. Морскую воду с высоким содержанием сульфата кальция подавали в катодную и анодную камеры диафрагменного электролизера и пропускали через нее разные количества электричества. Католит и анолит выводили из электролизера раздельно. После отстаивания католит смешивали с анолитом и подавали в лабораторный испаритель, где раствор упаривался в два раза. Процесс выпаривания вели при 90^oС. После окончания выпаривания испаритель промывали небольшим количеством дистиллированной воды) и сушили при 70^oС до постоянной массы. Степень защиты n от отложений сульфата кальция определялась по формуле , где m₁ масса испарителя после упаривания в нем необработанной электролизом морской воды, г; m₂ масса испарителя после упаривания в нем морской воды, подвергнутой электрохимической обработке; m₃ масса испарителя без отложений сульфата кальция, г. Если после упаривания морской воды, подвергнутой электрохимической обработке, на стенках испарителя не будет обнаружено отложений сульфатной накипи, то m₂ m₃ и η = 100%. Если электрохимическая обработка не оказывает влияния на образование, сульфатной накипи, то m₂= m₁ и η = 0%. Результаты приведены в таблице. Из таблицы видно, что существует прямая связь между степенью защиты от отложений и количеством электричества, пропущенным через раствор. Начиная с 14 А с увеличением количества электричества, пропущенного через раствор, растет степень защиты от отложений сульфата кальция. С увеличением количества электричества, пропущенного через раствор, растет доля сульфатной накипи, выделившейся в объеме раствора, и падает, соответственно, доля сульфатной накипи, выделившейся на стенках испарителя. Это свидетельствует о том, что электрохимическая обработка раствора приводит к ускорению кристаллизации сульфата кальция в объеме раствора. За счет этого уменьшается образование отложений сульфата кальция на теплопередающих поверхностях (в нашем примере стенках испарителя). Как видно из таблицы, плотность тока при электролизе не оказывает влияния на образование отложений сульфатной накипи при выпаривании морской воды. Так, при одной и той же плотности тока 0,04 А/см², но разной продолжительности электролиза степень защиты от отложений сульфата кальция была разной. Если при продолжительности электролиза 30 и 40 с степень защиты от отложений была равна нулю, то при продолжительности электролиза 45 с η = 27,8%. Аналогичная картина наблюдается и при электролизе с практически равными плотностями тока 0,08 и 0,1 А/см². При плотности тока 0,08 А/см и продолжительности электролиза 60 с степень защиты от отложений составила 39,5% При плотности тока 0,1 А/см² и продолжительности электролиза 420 с η = 100,0%. Использование предложенного электрохимического способа, содержащего сульфат кальция, позволяет снижать зарастание поверхности теплообмена опреснительных и теплоэнергетических установок сульфатной накипью. Если в обрабатываемой воде наряду с сульфатом кальция содержатся соединения щелочной накипи (СаСО₃ и Мg(ОН)₂), то предлагаемый электрохимический способ обработки воды позволит предотвратить образование отложений не только сульфатной, но и щелочной накипи. Использование предлагаемого способа при термическом умягчении минерализованных вод, содержащих сульфат кальция, позволит значительно сократить продолжительность термического умягчения.

Формула изобретения

Электрохимический способ умягчения воды, включающий ее электролиз в диафрагменном электролизере, раздельное выведение анолита и католита, отстаивание католита перед смешиванием с анолитом, отличающийся тем, что, с целью снижения образования сульфатной накипи на теплопередающих поверхностях при использовании умягченной воды в теплоэнергетических установках, электролиз ведут при расходе электричества 14 327 А · ч/м³.

РИСУНКИ

Рисунок 1