Способ и система водоподготовки

Авторы патента:

Хоу Хонги (CN)

C02F1/48 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

Владельцы патента RU 2552431:

Хоу Хонги (CN)

Изобретение относится к водоподготовке. Способ водоподготовки включает: прохождение воды через систему каналов в направлении потока воды, каждый из которых встроен в поверхность магнитопроницаемой микроканальной пластины 7, 8, изготовленной из сплава редкоземельного металла; и создание магнитного поля расположением системы постоянных магнитов 10 так, чтобы сформировать по крайней мере один слой постоянных магнитов 10, прилегающий к внешней стороне по крайней мере одной магнитопроницаемой микроканальной пластины 7, 8, чтобы магнитное поле имело направление, перпендикулярное направлению указанного потока воды, и разрушить магнитным полем по крайней мере некоторые водородные связи. Изобретение позволяет разрушить водородные связи в воде, снизить накопление отложений накипи в паровых колах и удалить образовавшуюся накипь. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[02] Изобретение относится к устройствам водоподготовки в общем случае и к устройствам водоподготовки, основанным на использовании электрического и магнитного полей, в частности.

НЕДОСТАТКИ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ

[03] Процессы водоподготовки, направленные на то, чтобы сделать воду более приемлемой для желаемого конечного использования, хорошо известны и используются во многих областях, таких как водоподготовка бытовых сточных вод, водоподготовка сельскохозяйственных сточных вод и водоподготовка промышленных сточных вод. В общем случае, цель процесса водоподготовки заключается в удалении загрязняющих примесей или, по крайней мере, уменьшении концентрации загрязняющих примесей, содержащихся в воде, делая ее пригодной для желаемого конечного использования, такого как, например, возврат воды в природу, не вызывая неблагоприятного экологического воздействия.

[04] Водоподготовка промышленных сточных вод включает два основных типа процессов: водоподготовка котловой воды и водоподготовка охлаждающей воды. Тщательная водоподготовка очень критична, недостаточно тщательная водоподготовка может оказывать воздействие на различные аспекты водоподготовки и использования, начиная от проблем общественного здравоохранения (например, некачественная грязная вода может являться благоприятной средой для развития бактерия, таких как Legionella), заканчивая проблемами эффективности и безопасности промышленного оборудования.

[05] В частности, паровые котлы могут страдать от отложений накипи, оседающих на стенках парового котла/или трубах, ввиду отсутствия конкретных требований к качеству воды, используемой в таких паровых котлах. Коэффициент теплопроводности накипи в сто раз меньше, чем у металлов, и термостойкость подобных отложений очень высока. Высокая термостойкость и малый коэффициент теплопроводности являются причиной потери тепла, что приводит к перерасходу топлива. С другой стороны металлические стенки, на которых оседает накипь, перегреваются, что может привести к деформации или даже их прорыву труб.

[06] Обычно, удаление отложений накипи требует прекращения работы паровых котлов и связанных с ними систем. Кроме того, отложения накипи удаляются с помощью острых металлических инструментов. В результате удаление отложений накипи предполагает трудовые и материальные затраты, а порой приводит к механическим повреждениям и/или химической эрозии паровых котлов и труб.

[07] Хотя состав отложений сложен и зависит от загрязняющих веществ, содержащихся в воде, зачастую по меньшей мере часть накипи образуется из карбонатных материалов, оседающих на стенках котла, таких как карбонат кальция (CaCO₃) и карбонат магния (MgCO₃). Также отложения накипи часто формируются из остатков щелочных металлов, присущих существующим отложениям. Образование отложений накипи может быть описано с помощью следующих химических уравнений:

[08] Са(HCO₃)₂→CaCO_3(s)+H₂O₍₁₎+CO_2(g)

[09] Mg(HCO₃)₂→MgCO_3(s)+H₂O₍₁₎+CO_2(g)

[010] MgHCO_3(s)+H₂O₍₁₎→Mg(ОН)_2(s)+CO_2(g)

[011] Как видно из уравнений, уровень химической активности молекул воды оказывает влияние на химическое равновесие реакции. Таким образом, высокохимически активная вода может предотвратить образование накипи и даже может вызывать удаление существующих отложений накипи со стенок парового котла. Однако природная вода не слишком химически активна.

[012] Кластеры молекул воды образуются из-за неполной нейтрализации отрицательных зарядов в атомах кислорода при соединении с атомами водорода в процессе формировани молекулы воды. В результате, молекулы воды в данном образце будут включать себя определенное количество атомов кислорода, несущих отрицательный заряд. Такие отрицательно заряженные атомы кислорода притягивают атомы водорода соседних молекул воды, образуя водородные связи с ними. Молекулы воды, связанные при помощи водородных связей, образуют кластеры молекул воды и определяются химической формулой (H₂O)_n. Как правило, кластеры молекул воды, инерциальные по своим физическим свойствам и химической активности, обычно не разрушаются даже при взаимодействии с высокоактивными веществами в природе. Эта особенность воды сохраняет ее стабильной в окружающей среде. Кроме того, разрушение водородных связей - это высокоэндотермический процесс, требующий большого количества тепла, которое должно быть передано воде перед тем, как водородные связи начнут разрушаться, и вода станет более химически активной.

[013] В результате, существует необходимость в более энергоэффективных методах разрушения кластеров воды, особенно для использования в водоочистных сооружениях, таких как водоочистные паровые котлы. Хотя предпринято множество попыток разработать способы повышения химической активности молекул воды, все они по прежнему требуют большого количества энергии из внешнего источника и больших энергозатрат.

[014] Известен способ и система водоподготовки (CN 201660473 U, опубл. 01.12.2010, выбраны в качестве прототипов). Способ включает прохождение воды через систему каналов и пластин, изготовленных из сплава редкоземельных металлов; и создание магнитного поля расположением системы постоянных магнитов таким образом, чтобы сформировать по крайней мере один слой постоянных магнитов, прилегающий к внешней стороне по крайней мере одной пластины. Система водоподготовки содержит: системы каналов, по крайней мере одну пластину, изготовленную из сплава редкоземельных металлов, и системы постоянных магнитов, образующих по крайней мере один слой постоянных магнитов, который прилегает к внешней стороне по крайней мере одной указанной пластины.

ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

[015] Изобретение относится к устройствам водоподготовки в общем случае и к устройствам водоподготовки, основанным на использовании электрического и магнитного полей, в частности.

[016] В частности, описываемое здесь изобретение предлагает техническое решение для снижения накопления отложений накипи в паровых котлах и удаления отложений накипи из паровых котлов без использования агрессивных химикатов. Кроме того, описываемое здесь изобретение предлагает способ разрушения водородных связей в котловой воде, тем самым снижая энергозатраты для работы паровых котлов.

[017] В соответствии с аспектами описываемого здесь способа, предлагаемая система водоподготовки включает в себя систему труб, каждая из которых изготовлена из сплава редкоземельных металлов. Возбуждение электронов сплава редкоземельных металлов по крайней мере одной трубы порождает электрическое поле вдоль всей поверхности трубы, направленное перпендикулярно направлению потока воды в этой трубе.

[018] Кроме того, систему постоянных магнитов, расположенных таким образом, чтобы создаваемое вдоль всей поверхности трубы магнитное поле имело направление, перпендикулярное направлению, в котором вода течет через трубу.

[019] Результатом присутствия электрического поля и магнитного поля является разрушение по крайней мере некоторых водородных связей между молекулами воды, протекающей по трубе.

[020] В некоторых вариантах осуществления по крайней мере две трубы из системы труб должны быть параллельны друг другу.

[021] В некоторых вариантах осуществления по крайней мере одна труба из системы труб включает в себя систему продольных сегментов, имеющих первый диаметр. Сегменты присоединяются друг к другу при помощи системы перемычек второго диаметра. Второй диаметр (диаметр перемычек) больше первого диаметра (диаметр сегментов). Таким образом по крайней мере одна труба из системы труб имеет форму бамбукового стебля.

[022] В некоторых вариантах осуществления, возбуждение электронов в сплаве редкоземельных металлов вызывается магнитным полем и силой, приложенной к сплаву редкоземельных металлов. В некоторых модификациях не требуется использование внешнего источника энергии для возбуждения электронов в сплаве редкоземельных металлов.

[023] В некоторых вариантах осуществления по крайней мере некоторые молекулы воды сгруппированы в водные кластеры, имеющие первый размер перед попаданием в систему труб. Разрушение по крайней мере некоторых водородных связей, происходящих внутри системы труб, приводит к тому, что по крайней мере некоторые молекулы воды на выходе из системы труб будут сгруппированы в водные кластеры, имеющие второй размер, который меньше, чем первый размер. Иными словами, электрические и магнитные силы, прикладываемые к молекулам воды при протекании через систему труб, разрушают водные кластеры таким образом, что вода на выходе из системы труб, после воздействия электрического и магнитного полей, имеет более мелкие кластеры по сравнению с кластерами на входе в систему труб.

[024] В некоторых вариантах осуществления, воздействие электрического и магнитного полей на воду, при прохождении через систему труб, увеличивает химическую активность по крайней мере некоторых молекул воды. В некоторых вариантах осуществления увеличение химической активности некоторых молекул воды приводит к снижению осаждения накипи в паровых котлах, в которых протекает вода из системы труб. В некоторых вариантах осуществления увеличение химической активности некоторых молекул воды приводит к удалению осаждения накипи в паровых котлах, в которых протекает вода из системы труб.

[025] В некоторых вариантах осуществления, постоянные магниты расположены таким образом, что образуют постоянный магнитный слой вокруг каждой из системы труб.

[026] В некоторых вариантах осуществления, постоянные магниты расположены по крайней мере в два слоя постоянных магнитов, образуя матрицу. Каждый из слоев постоянных магнитов матрицы определяет магнитное поле, такое, что магнитные поля матрицы прикладывают силу в противоположных направлениях. Иными словами, магнитные поля, создаваемые каждой парой смежных слоев постоянных магнитов матрицы, прикладывают силу в противоположных направлениях.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[027] На фиг. 1 представлено схематичное изображение одного из вариантов осуществления устройства водоподготовки, сконструированное и работающее в соответствии с одним из излагаемых здесь принципов.

[028] На Фиг. 2 представлено увеличенное изображение области А Фиг. 1.

[029] На Фиг. 3 представлено изображение разреза, выполненного вдоль линии F-F на Фиг. 2.

[030] На Фиг. 4 представлено уменьшенное изображение разреза, выполненного вдоль линии В-В на Фиг. 1.

[031] На Фиг. 5 представлено изображение разреза, выполненного вдоль линии D-D на Фиг. 4.

[032] На Фиг. 6 представлено уменьшенное изображение разреза, выполненного вдоль линии С-С на Фиг. 1.

[033] На Фиг. 7 представлено изображение разреза, выполненного вдоль линии Е-Е на Фиг. 6.

[034] На Фиг. 8 представлено схематичное изображение в разрезе одного из вариантов осуществления основания системы водоподготовки, используемой в устройстве водоподготовки, представленных на Фиг. 1-7, сконструированного и работающего в соответствии с одним из излагаемых здесь принципом.

[035] На Фиг. 9-10 представлено схематичное изображение одного из вариантов осуществления устройства водоподготовки, основанного на трехмерной магнитной пластине, сконструированного и работающего в соответствии с другим из излагаемых здесь принципов.

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[036] Вариант осуществления изобретения, используемого в устройстве водоподготовки, использующем электрическое и магнитное поля

[037] В соответствии с аспектами излагаемых здесь принципов предлагаемая система водоподготовки включает:

[038] системы труб, каждая система труб изготовлена из сплава редкоземельных металлов и имеет структуру для прохождения потока воды, в котором возбуждение электронов в сплаве редкоземельных металлов по крайней мере одной трубы из системы труб образует электрическое поле вдоль всей поверхности трубы, имеющее направление, перпендикулярное направлению потока воды по крайней мере в одной трубе, и

[039] системы постоянных магнитов, скомпонованных для создания магнитного поля вдоль всей поверхности по крайней мере одной трубы, имеющего направление, перпендикулярное направлению потока воды по крайней мере одной трубы,

[040] в которых, электрическое и магнитное поля имеют структуру для разрушения по крайней мере некоторых водородных связей между молекулами воды, протекающей в по крайней мере одной трубе.

[041] В соответствии с аспектами излагаемых здесь принципов, предлагается способ водоподготовки, основанный на:

[042] прохождении воды сквозь системы труб, каждая из систем труб изготовлена из сплава редкоземельных металлов;

[043] образовании электрического поля вдоль всей поверхности по крайней мере одной трубы из системы труб, вызывающего возбуждение электронов в сплаве редкоземельных металлов по крайней мере одной трубы, электрическое поле имеет направление, перпендикулярное направлению потока воды по крайней мере одной трубы; и

[044] создании магнитного поля расположением системы постоянных магнитов вдоль всей поверхности по крайней мере одной трубы, имеющего направление, перпендикулярное направлению потока воды по крайней мере одной трубы;

[045] в которой электрическое и магнитное поля скомпонованы для разрушения по крайней мере некоторых водородных связей между молекулами воды, протекающей в по крайней мере одной трубе.

[046] Обратимся к Фиг. 1, которая представляет собой схематичное изображение одного из варианта осуществления устройства водоподготовки, сконструированное и работающее в соответствии с одним из излагаемых здесь принципом, и Фиг. 2, которая представляет собой увеличенное изображение области А Фиг. 1.

[047] Как показано на Фиг. 1, устройство водоподготовки 4 содержит компоненты для очистки воды 6, которые собраны вместе при помощи разъемов. Каждый компонент водоподготовки 6 содержит пару одиночных магнитопроницаемых микроканальных пластин 7, расположенных соответственно в верхней и нижней частях компонента водоподготовки 6. Пластины 7 присоединены к соответствующим концам двух разделительных плат 5, каждая включает отверстие 14. Понятно, что при сборке края компонентов водоподготовки 6 отверстия 14 разделительных плат 5 находятся на одном уровне.

[048] Как видно из Фиг. 2, каждая пара пластин 7 имеет систему двойных магнитопроницаемых микроканальных пластин 8, расположенных в них. Число двойных магнитопроницаемых микроканальных пластин 8 может быть любым подходящим числом, определяемым размером устройства очистки воды 4. Как видно, вариант осуществления, показанный на Фиг.1, содержит пять двойных магнитопроницаемых микроканальных пластин.

[049] Одиночные магнитопроницаемые микроканальные пластины 7 и двойные магнитопроницаемые микроканальные пластины, сделанные из сплава редкоземельных металлов, как правило включают чугун, который имеет превосходную магнитную проводимость. В некоторых примерах вариантов осуществления сплав формируется добавлением на каждые 100 килограмм железа (Fe) 24.52 грамма лантана (La), 0,96 грамма иттрия (Y), 58,16 грамм церия (Се), 5,07 грамм празеодима (Pr), 11,85 грамм неодима (Nd), 1,63 грамма самария (Sm), 0,12 грамма титана (Ti), и 0,5 грамма цинка (Zn).

[050] Следует понимать, что одиночные магнитопроницаемые микроканальные пластины 7 и двойные магнитопроницаемые микроканальные пластины 8 находятся в бескислородной среде, поэтому сплав, используемый для пластин 7 и 8, не будет покрываться ржавчиной, как описано ниже.

[051] Как видно на Фиг. 1, 2 и 3, между каждой парой пластин 8, а также между концом микроканальных пластин 8 и соседних микроканальных пластин 7 расположен пластиковый желобок 9 с заключенными в него постоянными магнитами. В частности, каждая пластиковая клепка на самом деле образована из трех одинаковых жаростойких пластиковых пластин, которые соединены вместе для образования желобка 9. Центральные пластиковые пластины имеют полости для размещения постоянных магнитов 10 так, что постоянные магниты зажаты между двумя пластиковыми пластинами и окружены пластиком со всех сторон. Промежутки между постоянными магнитами 10 и желобом 9 обычно небольшие, приблизительно в диапазоне от 10 до 12 мм.

[052] Обратимся теперь к Фиг. 4, на которой представлено уменьшенное изображение разреза, выполненного вдоль линии В-В на Фиг. 1, к Фиг. 5, на которой представлено изображение разреза, выполненного вдоль линии D-D на Фиг. 4, к Фиг. 6, на которой представлено уменьшенное изображение разреза, выполненного вдоль линии С-С на Фиг. 1, к Фиг. 7, на которой представлено изображение разреза, выполненного вдоль линии Е-Е на Фиг. 6.

[053] Как показано на Фиг. 2, 4 и 5, система труб или продольные водные каналы 11 встроены во внутреннею поверхность каждой одиночной магнитопроницаемой микроканальной пластины 7. Кроме того, как видно из Фиг. 2, 6 и 7, система труб или продольные водные каналы 12 встроены в каждую из поверхностей каждой двойной магнитопроницаемой микроканальной пластины 8. Вместе водные каналы 11, 12 и пластины 7, 8 образуют магнитопроницаемое ядро сплит-потока установки водоподготовки.

[054] Число водных каналов 11 в каждой одиночной магнитопроницаемой микроканальной пластине 7 может быть любым подходящим числом и может меняться для разных пластин 7. Аналогичным образом, число водных каналов 12 в каждой двойной магнитопроницаемой микроканальной пластине 8 может быть любым подходящим числом и может меняться для разных пластин 8. В некоторых вариантах осуществления, число водных каналов 11 или 12, расположенных в поверхности пластины 7 или 8 зависит от объема очищаемой воды. Как видно из Фиг. 4 - 7, в представленном варианте осуществления двенадцать водных каналов расположены в поверхности каждой платы.

[055] Водные каналы 11 и 12 могут иметь любую подходящую форму. Тем не менее, в некоторых вариантах осуществления, водные каналы 11 и/или 12 образованы из продольных сегментов, имеющих первый диаметр, соединенных при помощи перемычек, имеющих второй диаметр, намного больший, чем первый диаметр, тем самым образуя форму, аналогичную бамбуковому стеблю. Формирование водных каналов 11 и/или 12 в форме бамбукового стебля является выгодным, поскольку бамбукообразные (изогнутые) каналы задают пусковую функцию (скорость и ускорение) воды в канале. Более медленный поток воды способствует более эффективному очищению, чем при протекании в прямом канале при тех же условиях при постоянном потоке воды.

[056] Как показано на Фиг. 2, расположение постоянных магнитов 10 в пластиковых желобах 9 соответствует расположению водных каналов 11 и 12. В частности, в некоторых вариантах осуществления, постоянные магниты 10 расположены в полостях 13 вдоль водных каналов 11 и 12. В некоторых вариантах осуществления, постоянные магниты 10 выстроены в продольном направлении таким образом, что их направления чередуются в парах, например N-S, S-N, N-S, S-N, и т.д.

[057] Как показано на Фиг. 1, одиночные магнитопроницаемые микроканальные пластины 7, двойные магнитопроницаемые микроканальные пластины 8 и пластиковые желоба 9 плотно скрепляются между собой с помощью болтов 20, проходящих сквозь монтажные отверстия 22, расположенные по краям устройства очистки воды 4, и гаек 24.

[058] Обратимся к Фиг. 8, на которой представлено схематичное изображение в разрезе одного из вариантов осуществления плоской пластины системы водоподготовки, используемой в устройстве водоподготовки, представленных на Фиг. 1-7, сконструированного и работающего в соответствии с одним из излагаемых здесь принципом.

[059] Устройство водоподготовки 4, как описано выше со ссылкой на Фиг. 1-7, составляет основание системы водоподготовки. Как видно, устройство очистки воды 4 установлено внутри корпуса резервуара 32, как показано на Фиг. 8. Резервуар 32 дополнительно включает в себя водоприемник 1, предназначенный для подачи воды в систему водоподготовки, водосброс, предназначенный для отвода воды из системы водоподготовки 30, и опору 3.

[060] Следует понимать, что резервуар 32 может включать одно или более устройств водоподготовки 4 и что каждое из этих устройств водоподготовки может включать один или более компонентов водоподготовки 6. Тем не менее, в качестве примера, на фиг. представлен вариант осуществления с одним устройством водоподготовки 4, включающим две разделительные платы 5 и два компонента водоподготовки 6.

[061] Как показано на Фиг. 1-8, в процессе работы вода поступает в резервуар 32 через водоприемник 1. Вода течет через каждый из водных каналов 11 и 12 в пластинах 7 и 8, а затем вытекает из резервуара 32 через водосброс 2. Как правило, вода вытекает из резервуара 32, поступая в паровой котел через трубки, соединяющие резервуар с паровым котлом.

[062] Магнитные силы постоянных магнитов 10 воздействуют на внешнюю оболочку электронов сплава, образующего магнитопроницаемые микроканальные пластины 7 и 8 и водные каналы 11 и 12 в нем. Таким образом, внешняя оболочка электронов постоянно переходит из возбужденного состояния в основное и обратно, тем самым высвобождая энергию, используемую в процессе водоподготовки.

[063] Как было упомянуто выше, постоянные магниты 10 расположены в полостях 13 желобов 9 таким образом, что их расположение соответствует водным каналам 11 и 12, и образуют магнитное поле в резервуаре в направлении, перпендикулярном направлению потока воды. Кроме того, как упоминалось выше, пластины 7 и 8 и водные каналы 11 и 12, изготовленные из сплава, имеют превосходную магнитную проницаемость в результате высвобождения энергии при переходе электронов из возбужденного состояния в основное состояния и обратно. Таким образом, электрическое поле, образованное в водных каналах 11 и 12, самовозбуждается, и создание электрического поля не требует внешнего источника энергии.

[064] Энергия, высвобождаемая магнитным полем и образующаяся в результате перехода электронов между состояниями, воздействует на кластеры воды в потоке воды, протекающем через каналы 11 и 12, и разрушает по крайней мере некоторые водородные связи в кластерах воды, там самым уменьшая размер кластеров воды. Разрушенные кластеры воды не рекомбинируют из-за поляризации магнитного поля, образуемого постоянными магнитами 10.

[065] Уменьшение размера кластеров воды и количества водородных связей в каждом кластере воды повышает физико-химическую активность кластеров воды. Увеличение энергии в системе вызывает увеличение резонанса внутренней энергии молекул воды, протекающей через систему, в результате чего молекулы воды начинают течь быстрее (увеличение теплового движения) и имеют более высокую химическую активность. Таким образом, вода, вытекающая из резервуара 32 и поступающая в паровой котел, имеет высокую химическую активность и меньшее количество кластеров воды.

[066] При рассмотрении химических реакций, протекающих в воде, в процессе образования накипи:

[067] Mg(HCO₃)₂→MgCO_3(s)+H₂O₍₁₎+CO_2(g)

[068] MgHCO_3(s)+H₂O₍₁₎→Mg(OH)_2(s)+CO_2(g)

[069] Вода с повышенной химической активностью вызывает более быстрое протекание реакции в прямом направлении, чем в обратном, тем самым сдвигая химическое равновесие и вызывая уменьшение образований накипи и, возможно, разрушение по крайней мере некоторых образований накипи. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, уменьшается концентрация ионов натрия в очищенной воде.

[070] В результате, вода и пар, обработанные с помощью системы и способа, изложенного здесь, очищаются, тем самым уменьшая отложения накипи и/или расход в паровых котлах. Снижение отложений накипи значительно снижает затраты на обслуживание паровых котлов, так как нет никакой необходимости в удалении старых отложений накипи в паровых котлах, которые могут нанести вред паровым котлам, нет необходимости в химической чистке парового котла, предотвращаются поломки, которые могут вызывать отложения накипи, рабочее давление парового котла уменьшается, тем самым увеличивая рациональность использования угля.

[071] Кроме того, результаты экспериментов показывают, что использование описываемой здесь системы очистки воды улучшает работу и производительность парового котла. Например, потребление угля может быть уменьшено примерно на 3 г/кВт×ч или 3%, производительность парового котла может быть улучшена примерно на 7%, расход пара может быть уменьшен на 3-8%, а потребление энергии может быть уменьшено на 1%. Улучшения также могут быть найдены во многих других параметрах работы парового котла.

[072] Обратимся теперь к Фиг. 9-10, на которых представлено схематичное изображение варианта осуществления устройства водоподготовки, основанного на трехмерной магнитной пластине, сконструированного и работающего в соответствии с одним из излагаемых здесь принципов.

[073] Как видно, магнитный массив 100 содержит систему магнитных пластин 102, каждая из магнитных пластин содержит массив постоянных магнитов 104. Магниты 104 в каждой пластине 102 расположены в чередующемся N-S порядке в строках и столбцах матрицы. Таким образом, магнитный массив 100 создает переменное трехмерное магнитное поле.

[074] Когда молекулы воды проходят через магнитный массив 100, как правило, вокруг массива или между магнитами 104, образующими массив 100, они испытывают мутации и/или химические реакции, как это происходит с другими молекулами, проходящими через этот тип магнитной среды. Эта особенность магнитного массива делает его полезным для создания магнитного поля в установках очистки воды, описанных выше со ссылками на Фиг. 1-8.

[075] В то время пока описанное изобретение применимо с оговорками к описанным выше вариантам осуществления, специалист, имеющий достаточную квалификацию в этой области, может внести изменения в варианты осуществления без отступления от описываемого изобретения. Описываемые варианты осуществления приведены в качестве примера и не являются конечными. Все изменения, попадающие в диапазон эквивалентности формуле изобретения, должны быть включены в ее объем. Комбинации различных вышеописанных способов, систем и устройств также рассматриваются в пределах описываемого изобретения.

1. Способ водоподготовки, включающий:
прохождение воды через систему каналов в направлении потока воды, каждый из каналов встроен в поверхность по крайней мере одной магнитопроницаемой микроканальной пластины, изготовленной из сплава редкоземельного металла; и
создание магнитного поля расположением системы постоянных магнитов таким образом, чтобы сформировать по крайней мере один слой постоянных магнитов, прилегающий к внешней стороне по крайней мере одной магнитопроницаемой микроканальной пластины таким образом, что магнитное поле имеет направление, перпендикулярное направлению указанного потока воды, протекающего по крайней мере через один из указанных каналов, указанной системы каналов;
разрушение магнитным полем по крайней мере некоторых водородных связей между молекулами воды, проходящей по крайней мере через один из указанных каналов, указанной системы каналов.

2. Способ по п. 1, также включающий в себя перед указанным прохождением потока воды встраивание по крайней мере двух каналов указанной системы каналов параллельно друг другу в одной указанной магнитопроницаемой микроканальной пластине.

3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что по меньшей мере один из каналов указанной системы каналов содержит систему продольных сегментов, имеющих первый диаметр, указанные сегменты соединены посредством системы перемычек, имеющих второй диаметр, причем указанный второй диаметр больше, чем первый диаметр.

4. Способ по п. 1, также включающий в себя увеличение химической активности по крайней мере некоторых молекул воды, проходящей по крайней мере через один из указанных каналов, указанной системы каналов.

5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что размещение по меньшей мере одного указанного слоя постоянных магнитов формируется на наружной поверхности каждого из указанных каналов, указанной системы каналов.

6. Способ по п. 5, характеризующийся тем, что упомянутое размещение указанных систем постоянных магнитов выполнено таким образом, чтобы сформировать по меньшей мере один слой постоянных магнитов, который включает указанные постоянные магниты, размещенные в магнитных полостях внутри пластикового желоба, и размещением указанного пластикового желоба параллельно по крайней мере одной магнитопроницаемой микроканальной пластине.

7. Способ по п. 1, также содержащий указанную систему постоянных магнитов по крайней мере в виде двух слоев постоянных магнитов, образующих матрицу, каждый из указанных по крайней мере двух слоев постоянных магнитов включает некоторые из указанных систем постоянных магнитов с расположением строк и столбцов в чередующемся N-S порядке, в которых указанные по меньшей мере два слоя постоянных магнитов скомпонованы для создания магнитных полей между указанными слоями постоянных магнитов, и где магнитные поля, создаваемые по крайней мере двумя слоями постоянных магнитов, прикладывают силы в противоположных направлениях.

8. Система водоподготовки, содержащая: системы каналов, каждая из указанных систем каналов встроена в поверхность по крайней мере одной магнитопроницаемой микроканальной пластины, изготовленной из сплава редкоземельных металлов, и скомпонована для прохождения воды в направлении основного потока; и системы постоянных магнитов, образующих по крайней мере один слой постоянных магнитов, указанный слой постоянных магнитов прилегает к внешней стороне по крайней мере одной указанной магнитопроницаемой микроканальной пластины, указанная система постоянных магнитов создает магнитное поле, имеющее направление, перпендикулярное направлению указанного потока воды, протекающего по крайней мере через один из указанных каналов, указанной системы каналов;
указанное магнитное поле разрушает по крайней мере некоторые водородные связи между молекулами воды, проходящей по крайней мере через один из указанных каналов, указанной системы каналов.

9. Система водоподготовки по п. 8, характеризующаяся тем, что по крайней мере два канала в указанной системе каналов встроены в одну указанную магнитопроницаемую микроканальную пластину и проходят в ней параллельно друг другу.

10. Система водоподготовки по п. 8, характеризующаяся тем, что по крайней мере одна из указанных систем каналов содержит систему продольных сегментов, имеющих первый диаметр, указанные сегменты соединены посредством системы перемычек, имеющих второй диаметр, причем второй диаметр больше, чем первый диаметр.

11. Система водоподготовки по п. 8, характеризующаяся тем, что указанное магнитное поле увеличивает химическую активность по крайней мере некоторых молекул воды, проходящих по крайней мере через один из указанных каналов, указанной системы каналов

12. Система водоподготовки по п. 8, характеризующаяся тем, что по меньшей мере один указанный слой постоянных магнитов формируется на наружной поверхности каждого из указанных каналов, указанной системы каналов.

13. Система водоподготовки по п. 12, характеризующаяся тем, что указанные системы постоянных магнитов размещены в магнитных полостях внутри пластикового желоба для формирования по крайней мере одной указанной магнитопроницаемой микроканальной пластины, и размещением указанного пластикового желоба параллельно по крайней мере одной магнитопроницаемой микроканальной пластине.

14. Система водоподготовки по п. 8, характеризующаяся тем, что указанная система постоянных магнитов размещена в виде по крайней мере двух слоев постоянных магнитов, образующих матрицу, каждый из указанных по меньшей мере двух слоев постоянных магнитов включает некоторые из указанных систем постоянных магнитов с расположением строк и столбцов в чередующемся N-S порядке, в которых указанные по меньшей мере два слоя постоянных магнитов скомпонованы для создания магнитных полей между указанными слоями постоянных магнитов, и где магнитные поля, создаваемые по крайней мере двумя слоями постоянных магнитов, прикладывают силы в противоположных направлениях.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для удаления осадка из прудов-накопителей, используемых для транспортировки ила в животноводческих стоках на поля орошения, в водоохранных мероприятиях, для распределения сточных и животноводческих стоков в системе дождевания из распределительных трубопроводов.

Способ подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для сельскохозяйственного использования // 2551505

Способ может быть использован в сельском хозяйстве для подготовки жидких отходов свиноводческих комплексов и ферм для орошения и удобрения сельскохозяйственных угодий.

Способ подготовки дренажных и сбросных вод для орошения сельскохозяйственных культур // 2551504

Изобретение относится к очистке дренажных и сбросных вод от загрязнений и может быть использовано в орошаемом земледелии при создании гидромелиоративных систем с замкнутым циклом водооборота.

Водоподготовительная установка тепловой электроцентрали // 2551499

Изобретение относится к области тепловой и промышленной энергетики и может быть использовано для обеспечения потребителей химически очищенной и химически обессоленной водой.

Новый сорбент, способ его получения и его применение // 2551495

Группа изобретений относится к сорбентам и их применению. Сорбент анионов сурьмы содержит частицы или гранулы оксида циркония и характеризуется коэффициентом распределения анионов сурьмы, по меньшей мере, 10000 мл/г при рН в диапазоне от 2 до 10, причем указанные частицы имеют средний размер от 10 нм до 100 мкм, для которых скорость потока составляет от 100 до 10000 объемов слоя в час и указанные гранулы имеют средний размер от 0,1 до 2 мм, для которых скорость потока составляет от 10 до 50 объемов слоя в час.

Компактный концентратор сточных вод, работающий на отбросном тепле // 2551494

Группа изобретений относится к способу концентрирования сточных вод и системе концентрирования жидкости, используемым при очистке сточных вод. Способ включает комбинирование нагретого газа и жидких сточных вод для образования смеси нагретого газа и переносимых жидких сточных вод и разбивание переносимых сточных вод на капли для увеличения площади граничной поверхности между переносимыми жидкими сточными водами и нагретым газом для обеспечения быстрого массового и теплового переноса между каплями переносимых жидких сточных вод и нагретым газом.

Совмещенный способ производства водорода и воды // 2551367

Изобретение относится к способу производства водородсодержащего продукта и одного или нескольких продуктов в виде жидкой воды с использованием каталитического парового реформинга углеводородов.

Способ очистки сточных вод от соединений шестивалентного хрома // 2550890

Изобретение относится к очистке промышленных стоков, в частности хромсодержащих сточных вод от токсичных соединений шестивалентного хрома, и может найти применение в гальванических и производствах, имеющих хромсодержащие стоки.

Способ очистки водного потока, поступающего из реакции фишера-тропша // 2550856

Изобретение относится к водоочистке. Способ очистки водного потока, поступающего из реакции Фишера-Тропша, включает подачу части указанного водного потока в сатуратор, подачу части указанного водного потока в дистилляционную и/или отпарную колонну и подачу водного потока, выходящего из головной части указанной дистилляционной и/или отпарной колонны, в указанный сатуратор.

Установка электрогидравлического активирования воды // 2550836

Изобретение относится к экспериментальным и промышленным установкам активирования воды, использующим электрогидравлический эффект. Установка электрогидравлического активирования воды содержит заполненную водой камеру с электродами, крышку с каналом для подвода воды.

Фильтр для очистки жидкости (варианты) // 2552466

Изобретение относится к открытым фильтрам с большой рабочей поверхностью и может быть использовано в очистных сооружениях поверхностного стока с территории города. Фильтр заявлен в двух вариантах и содержит фильтрующий элемент, размещенный в желобе 2 с выступом 3, уступом 4 и с каналом 5 по дну (первый вариант) или в желобе с плоским дном (второй вариант). Элемент состоит из опорно-прижимной конструкции (ОПК) и фильтрующего пакета (ФП) 6. ОПК предотвращает всплытие и провисание ФП за счет фиксации его краев и предотвращает деформацию его рабочей поверхности. ОПК выполнена из композита и включает вертикальные стержни с наружной резьбой, заанкерованные в выступ 3, опорную нижнюю решетку 18, размещенную на уступе 4 с перекрытием канала 5, прижимные 12 и 13 и опорные 14 и 15 балки, трубчатые компенсирующие опоры 16, прижимную верхнюю решетку 17, натяжные гайки 9 и 10. Балки, опоры, верхняя решетка, фильтрующий пакет 6 его краями насажены на стержни 7. ФП 6 рабочей поверхностью 22 лежит на решетке 18, а его края прижаты балками 12 и 13 к выступу 3 и зафиксированы гайками. Решетка 17 расположена на ФП 6 устойчиво горизонтально, будучи зажатой между балками 14 и 15, опертыми на опоры 16, компенсирующие остаток разницы толщин ФП 6 в исходном и сжатом состояниях, и зафиксирована гайками 9. Технический результат: повышение производительности и ремонтопригодности фильтра, упрощение монтажа и демонтажа, удобство обслуживания. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Дезинфицирующая вода, используемая в операции гидравлического разрыва пласта // 2552471

Изобретение относится к дезинфекции флюидов для обработки приствольной зоны с использованием смешанного окислителя, полученного на буровой площадке. Более конкретно, изобретение относится к дезинфекции флюидов для обработки приствольной зоны для снижения биологического загрязнения ствола скважины и пластов горных пород, находящихся в контакте с флюидом для обработки приствольной зоны и водой обратного потока, извлекаемой из скважины. Способ дезинфекции флюида для обработки приствольной зоны включает этап смешивания водного раствора, содержащего два или более окислителей, полученных путем электролиза солевого раствора, с флюидом для обработки приствольной зоны. Смешанные окислители можно производить на месте, используя контейнерную систему. Изобретение обеспечивает эффективную обработку без повторного роста бактерий в стволе скважины. 3 и 21 з.п. ф-лы, 6 ил.

Интеллектуальный комплекс преобразования солей жесткости // 2552474

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для защиты и очистки от отложений солей жесткости (накипи) внутренних поверхностей трубопроводов, систем отопления, водонагревательного и отопительного оборудования, а также может быть использовано в стиральных и посудомоечных машинах и холодильной технике. Комплекс преобразования солей жесткости содержит корпус 1, в котором расположен генератор несинусоидальных электромагнитных колебаний качающейся частоты, к противофазным выходам 2 которого подключены провода-излучатели 3, 4 с возможностью их навивки во взаимно противоположном направлении на трубопровод 10. В корпусе 1 дополнительно расположен блок интеллектуального режима оповещения 5, соединенный с генератором несинусоидальных электромагнитных колебаний качающейся частоты и автономным источником питания 6. На корпусе 1 расположен индикатор 7. Датчик сигнализации 8 соединен с корпусом 1. Стяжки 9 выполнены из токонепроводящего материала с возможностью закрепления проводов-излучателей 3, 4 и расположены на трубопроводе 10. Изобретение позволяет повысить надежность работы комплекса и обеспечить его безопасность. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ получения средства для очистки воды, средство и способ очистки воды // 2552548

Изобретение относится к области очистки воды. Предложен способ получения средства для очистки воды на основе хлоралюминийсодержащего коагулянта. Способ включает взаимодействие металлического алюминия с раствором соляной кислоты, последующее введение в смесь добавки и выдержку смеси с получением продукта полимеризации. В качестве добавки в смесь вводят активированный уголь с размером частиц 100-10000 нм в количестве 9-12 кг/тн. Продукт полимеризации содержит полиалюминийгидрохлорид со степенью полимеризации около 70% и показателем основности 5/6. Способ очистки воды полученным средством осуществляют в аппарате, содержащем смеситель, флокулятор и флотатор. 3 н.п. ф-лы, 1 ил.

Водоочиститель // 2552549

Изобретение относится к устройствам для доочистки водопроводной, артезианской, колодезной и другой условно питьевой воды. Водоочиститель для получения талой питьевой воды включает расположенные последовательно в одном продольном сосуде 1 зону замораживания воды с кольцевой морозильной камерой 2, зону вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, зону перехода воды из твердого состояния в жидкое с кольцевым нагревательным элементом 10, раздельные патрубки для вывода примесей в виде рассола и талой питьевой воды 11, расположенные в нижней части сосуда 1, приводное устройство 3 перемещения стержня замороженной воды в виде роликов 4 с зубчатыми поверхностями, входящими в зацепление с замороженным стержнем 3 через прорези 5 в сосуде 1 и расположенными по периметру продольного сосуда 1, а также разобщающее устройство в виде трубы 6 с кольцевой режущей частью 7. Ролики 4 с зубчатыми поверхностями оборудованы вибраторами с электроприводом, которые связаны с осями роликов 4 посредством штанг 13. Изобретение позволяет повысить производительность. 1 ил.

Флокуляционный магнитный сепаратор // 2553100

Изобретение относится к флокуляционному магнитному сепаратору для флокуляции планктона и бактерий, содержащихся в балластной воде, и к сепарации хлопьев, собираемых таким образом, с помощью магнитной силы. Флокуляционный магнитный сепаратор содержит первый резервуар с мешалкой, соединенный с трубой для подачи забортной воды, которая подает забортную воду, и быстро перемешивающий забортную воду с добавленным флокулянтом и магнитным порошком, который подают из устройства подачи магнитного порошка, для образования тем самым магнитных микрохлопьев, содержащих магнитный порошок, второй резервуар с мешалкой для более медленного перемешивания обрабатываемой воды, в которую добавляют полимерный флокулянт, чем в первом резервуаре с мешалкой, для увеличения тем самым размеров магнитных микрохлопьев, для обрабатываемой воды, содержащей магнитные микрохлопья и выводимой из первого резервуара с мешалкой, устройство магнитной сепарации для сбора увеличенных магнитных хлопьев, под действием магнитной силы, из обрабатываемой воды, которая выводится из второго резервуара с мешалкой и содержит увеличенные магнитные хлопья, и устройство возврата и добавления, предназначенное для возврата собираемых хлопьев, которые были собраны из устройства магнитной сепарации посредством соскребания с помощью скребка, в трубу для подачи забортной воды в положении перед первым резервуаром с мешалкой и перед положением, где добавляют флокулянт, тем самым добавляя собираемые хлопья в забортную воду. Технический результат - повышение эффективности флокуляции планктона и бактерий, содержащихся в балластной воде, уменьшение количества используемого магнитного порошка и собираемых хлопьев без использования химических веществ. 4 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Способ гетерогенного каталитического разложения оксалат-ионов, комплексонов и поверхностно-активных веществ в технологических растворах радиохимических производств // 2553266

Изобретение относится к радиохимической технологии и может быть использовано в технологии переработки жидких радиоактивных отходов радиохимических производств и АЭС. В заявленном способе предусмотрено гетерогенное каталитическое разложение технологических растворов, содержащих оксалат-ионы с концентрацией 16-18 г/л (комплексоны (до 2 г/л), ПАВ (до 50 мг/л)) и азотную кислоту (до 60 г/л) на платиновом катализаторе, нанесенном на анионообменную смолу ВП-1АП (0,05-2 вес.% платины). Техническим результатом является достижение степени разложения оксалат-ионов, комплексонов, поверхностно-активных веществ до 99,9%, остаточных концентраций - менее 10 мг/л по оксалат-иону и менее 1 мг/л по комплексону (ЭДТА, трилон Б) и ПАВ (сульфонол). 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Консорциум штаммов микроорганизмов acinetobacter sp. и ochrobactrum sp., используемый для очистки воды и почвы от нефти и нефтепродуктов // 2553540

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано при биологической очистке воды и почвы от нефти и нефтепродуктов. Предложен консорциум штаммов микроорганизмов Acinetobacter sp. ВКМ В-2753D и Ochrobactrum sp. ВКМ В-2754D, обладающий нитрогеназной активностью. Консорциум способен к фиксации атмосферного азота и обладает высокой утилизирующей способностью по отношению к нефти и нефтепродуктам при их высоком содержании в субстрате. 1 табл., 3 пр.

Устройство и способ для опреснения морской воды // 2553880

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам и оборудованию для опреснения морской воды, и может найти применение при проектировании и создании устройств для получения очищенной пресной воды и использования ее в сельском хозяйстве и других областях народного хозяйства. С помощью предлагаемых способа и устройства можно получать очищенную пресную воду за счет испарения и конденсации водяных паров в прибрежных районах и на морских платформах. Способ опреснения морской воды с использованием соответствующего устройства включает ее испарение и конденсацию водяного пара, морскую воду берут раздельно из верхних теплых и нижних холодных слоев, причем теплую воду направляют на испарение, а холодную воду используют для конденсации водяного пара, получаемого из нагретой морской воды и атмосферного воздуха. Изобретение обеспечивает сокращение энергоемкости, металлоемкости и повышение удельной производительности устройства для опреснения морской воды. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ очистки сточных вод от ионов аммония и тяжелых металлов // 2553890

Изобретение относится к способу очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов и аммония. Способ очистки сточных вод заключается в том, что в очищаемую воду добавляют природный цеолит, осуществляют перемешивание, отстаивание, фильтрование. В качестве природного цеолита используют природный цеолит с содержанием клиноптилолита 50-60% с размером фракций 1,0-1,5 мм, осуществляют равномерное перемешивание со скоростью вращения 1-2 об/сек в течение 10-15 сек, отстаивание проводят в течение 12-48 часов. Технический результат - снижение содержания ионов тяжелых металлов и ионов аммония при очистке сточных вод ниже предельно допустимой концентрации (ПДК) с возможностью использования очищенной воды для полива сельскохозяйственных культур. 1 табл., 2 пр.