Przedmiotem wynalazku jest sposób zabezpie¬ czania elektrokatalitycznej, elektroprzewodzacej powierzchni metalowej w srodowisku wodnym zwlaszcza w srodowisku wody morskiej przed osa¬ dzaniem sie biologicznych 'zanieczyszczen oraz ka¬ mienia kotlowego.Utrzymywanie powierzchni metalowych w stanie czystym i bez osadów .stanowi: ogólnoswiatowy problem. Powierzchnie metalowe wykonane z me¬ dalu zaworowego lufb tziw. .„tworzacych cienka blonke powierzchniowa" metali, takich jak tytan, tantal, cyrkon, aluminium, niob i wolfram sa w wdekszojsci przypadków calkiem odporne na normalna korozje i dlatego stosuje sie je pow¬ szechnie jako powierzchniie niemniej powierzchnie z nich wykonane podobnie do innych przewodzacych prad powierzchni, takich jak powierzchnie z innych metali luib grafitu, ulegaija biologicznemu zanieczyszczeniiu lub osa¬ dzaniu sóa na nich karmienia* kotlowego, co- za¬ klóca ,troces przenoszenia cieplai, utrudnia kon^ trole plynu, prowadzi do korozji powierzchni wy¬ miennika oitp. Osady te moga miec charakter al¬ kaliczny, bedac np. weglanami metali lub moga byc wynikiem wzrostu morskich organizmów, ta¬ kich jiak glony, paMe itp. Wszylstkie te osady nie¬ zaleznie od tego czy sa1 miekkie, póltwarde luib twarde nalezy Usunac dla przywrócenia 'korzystnej wymiany ciepla Dlatego tez, kiedy osady staja sie problemem, urzadzenie zamylka sie i wlstrzy- 15 20 25 30 muje jego prace do momentu usuniecia takich osadów z powierzchni wymiany ciepla. W prze¬ szlosci stosowano rózne sposoby usuwania osadów z powierzchni metalowych. Najbardziej obiecujacy sposób, nawet dzisiaj, polega na zatrzymaniu pra¬ cy takiego zanieczyszczonego urzadzenia i mecha¬ nicznym zeskrobaniu z niego osadów lub usunie¬ ciu -.ich za pomoca mycia kwasem. Oba sposoby traktowania osadów pociagaja za soba znaczne straty czasu na lindli produkcyjnej, zwiazane z ko¬ niecznoscia zatrzymania urzadzenia. Tam, gdzie osady powstaly w wyniku odkladiania sie kamie¬ nia kotlowego z wapnia i/lub magnezu mozna w celu zahamowania tego procesu zastosowac srodki zmiekczajace wode i srodki kondycjoniuja- ce. Jednakze srodki te sa drogie i czesto naw^t ich dodanie nie zabezpiecza calkowicie przed od¬ kladaniem sie kamiienia kotlowego.Inny sposób utrzymywania w stanile czystosci powierzchni polega na ciaglym poddawaniu jej dzialaniu chloru luJb podchlorynu sodu wytwarza¬ nych in situ. Takie traktowanie zaibezpieczai przed wzrostem glonów i pakli. Zwykle chlor dodaje sde do ukladu pomimo, ze -moze on uwalniac sile in situ, jezeli plyn zastosowany w ukladzie przewo¬ dzi prad i zawiera sól lulb inny zwiazek — pro¬ ducenta chloru. Typowym przykladem takich ukladów jest uklad podany w opisie patentowym St. Zjedn. Am. nr 3 241 ©12, który elektroUtycznriie zabezpieczia przed zanieczyszczeniem powierzchni 1211293 121129 4 statków, w wyniku elektrolizy slonej wody uwal¬ nia sie chlor w postaci gazowej, który jest rozpro¬ wadzany na powierzchni kadluba statku i w ten sposób utrzymuje ja w stanie czystym usuwajac i/lub zabezpieczajac przed osadzaniem sie glonów,* pakli i innego obcego, a niepozadanego materialu.W cytowanym ojpilsie patentowym stosowano elek¬ trody z miedzi, które dostarczaly takze rozpusz¬ czonych jonów miedzi bioracych udzial w zabez¬ pieczaniu przed zaniieczyszczeniaimi'. Inny wczes¬ niejszy wynalazek ©pisuje podobne procesy, w których dla zabezpieczenia przed zanieczysz¬ czeniem uzyto dla uwolnienia chloru in situ ano¬ dy o trwalych, niezmieniiajacych sie wymiarach.Przedmiiiotem wynalaizku jest sposób zabezpiecza¬ nia elektrokatalitycznych, elektroprzewodzacych powierzchni metalowych w srodowisku wodnym przed tworzeniem sie osadów za pomoca tlenu i jonów wodoru uwalniajacych w czasie elektroli¬ zy wody przy cdpowiedniim napieciu pradu, które jest za niskie dla uwolnienia chloru w postaci ga- izu na skutek elektrolizy soli obecnej w elektroli- ccle. Jon wodorowy uwalniany w czasie elektrolizy wraz z aktywnym tlenem oddzialywuja w sposób ciagly na cienA warstwe elektrolitu, która jest bardzo kwasna i korzystnie zabezpiecza przed od¬ kladaniem sie kamienia kotlowego jak równiez biologicznych zanieczyszczen. Jezeli zabezpieczona powierzchnie metalowa stanowi metal zaworowy, taki jak tytan, to naklada sie na nia trwala po¬ wloke katalityczna, która moze przy wyjatkowo niskim przeplywie pradu i niskim napieciu uwol¬ nic wystarczajaca ilosc tlenu i jonu wodorowego, aby zalbezjpieczyc przed odkladaniem sie kamienia kotlowego i/lub biologicznym zandeczyszczeniem.Sposób wedlug wynalazku zapobiega zarówno osadzaniu sie kamienia kotlowego jak i biologicz¬ nych zanieczyszczen na powierzchniach metalo¬ wych tbez uwalniania toksycznych zwdlazków che¬ micznych np. chloru w postaci gazowej, który mo¬ ze tiiiiszczyc formy zycii/a w srodowisku oceanu i równoczesnie bez uwalniania do srodowiska wodnego toksycznych jonów metali. Dlatego spo¬ sób wedlug wynalazku ma najwieksze zastosowa¬ nie w procesach gdzie zuzywa sile duze ilosci wo¬ dy morskiej, a nastepnie zwraca ja na powrót do oceanu. Znajduje on równiez zastosowanie w urzadzeniach, gdzie nie uzywa sie slonej wody, takich jak wypraki wielostopniowe, gdztie przede wszystkim chodzi o zabezplieczenie przed osadza¬ niem sie Jkamienia kotlowego. Tym niemniej, dla ulatwienia, sposób wedlug wynalaizku opisano pod katem stosowania w srodowisku wody morskiej, chociaz obecnosc wody morskiej niie jest w tym wynalazku koniecznoscia w najszerszym tego slo¬ wa znaczeniu.Istota sposobu wedlug wynalazku polega na za¬ bezpieczeniu powierzchni metalowych przed osa¬ dzaniem sie kamienia kotlowego i wzrostem na nich morskich organizmów. Osiaga sie to przez spolaryzowanie anodowe powierzchni metalicznej, w takim stopniu aby wywolac elektrolize wody stykajacej sfla z ta powierzchnia i wytwarza na anodowej powierzchni metalowej wystarczajaca ilosc tlenu N jonów wodorowych, aby zabezpieczyc te powierzchnie przed wzrostem morskich organiz¬ mów i odkladanriem sie kamienia kotlowego spo¬ wodowanym obecnoscia zwiazków wapriila i mag¬ nezu, wystepujacych jako zanieczyszczenia srodo¬ wiska wodnego. Anodowa reakcja elektrochemicz¬ na ma w tych warunkach przebieg nastepujacy: 2H*0 02 + 4H+ + 4e~ Jak widac z przedstawionej reakcji uwolnienie czterech jonów wodorowych przypada na kazdy mol uwolnionego tlenu. Uwalnianie jonów wodo¬ rowych prowadzli1 do utworzenia warstwy o bardzo niskiej- wartosci pH w srodowisku wodnym be¬ dacym elektrolitem, przylegajacym bezposrednio do powierzchna metalowej anody. Ta warstwa o wysokiej kwasowosci zabezpiecza, jak sie uwa¬ za, przed naigromaldzaniem sie zanieczyszczen na anodowej powierzchni; niemozliwe jest zmierzyc jej aktualna wartosc pH, gdyz warstwa ta jest wyjatkowo cienka. Jednakze posrednie poimiary napiecua sugeruja, ze odpowiadajaca jej wartosc pH waha sie w graniach pH okolo 1 do 3.Istnieje mozliwosc, ze niektóre substancje po¬ srednie takie jak aktywny tlen moglyby byc cze¬ sciowo odpowiedzialne za zahamowanie wzrostu morskich organizmów. Bez wzgledu jednak na to, jaki jest rzeczywisty mechanizm, liczne próby po¬ twierdzily fakt, ze mozna zapobiec odkladaniu siie zanieczyszczen biologicznych i kamieniai kotlo¬ wego, przy niskiej wartosci pradu iii napiecia, powodujacych uwalnianie jedynie tlenu i jonów wo¬ dorowych pochodzacych z elektrolizy wody, bez koniecznosci uwalniania chloru. Stosunek tlenu do jonów wodorowych uwalnianych w. czasie elektro¬ lizy wody scisle okresla- przytoczone równanie reakcji:,, ale ilosc konieczna do skutecznego dzia¬ lania waha sie w szerokich granicach i zalezy od wielu parametrów dotyczacych tego konkretnego ukladu, zabezpieczanego przed odkladaniem sie kamlilenia kotlowego i/lulb zanieczyszczen biolo¬ gicznych. Parametry te obejmuja zasolenie elek¬ trolitu, jego temperature, szybkosc przeplywu elektroliitu, jego biologiczna aktywnosc oraz geo¬ metrie ukladu.Aby utrzymac powierzchnie w stanie czystym, bez wytworzenila toksycznych zwiazków chemicz¬ nych, nalezy utrzymywac ja pod napieciem niz¬ szym niz to, które pozwoliloby na uwolnienie sie chloru w tym szczególnym ukladzie. Dla wody morskiej ta wartosc napiecia wynosil 1,375 wolt wg NHE (1,133 wolt wg SCE). Dla, roztworów mniej slonych tj. roztworów zawierajacych mniej jonu chlorkowego, odpowiednia progowa wartosc na¬ piecia, przy którym móglby uwalniac sie chlor bylaby nieco wyilsza. Wynika stad, ze w prak¬ tycznym zastosowaniu wynalazku dla elektrolitu, gdzie chlor móglby byc uwalniany jako pierwszy, napiecie musi byc utrzymywane na poziomce rów¬ nym lub nizszym od progowego napiecia wydzie¬ lania chloru. Ponadto, alby skutecznie zapobiegac biologicznemu wzrostowi osadów i/lub odkladaniifu sie kamienia kotlowego' nalezy uwolnic wystarcza¬ jaca ilosc tlenu przy napieciu nizszym od progo¬ wego napiecia uwalniania chloru. Ilosc uwalnia¬ nego tlenu przy okreslonych wartosaiiach napiecia bedzie oczywiscie zalezala od przeplywu pradu5 orai zdolnosci kataliizowania uwalniania tlenu przez anodowa powierzchnie metalowa. Chociaz mniejsze ilosci uwalnianego tlenu skutecznie za¬ bezpieczaja przed biologicznym zanieczyszczeniem i odkladaniem sie kamlilenda kotlowego w lzejszych warunkach, korzystna ilosc uwalnianego tlenu dla odpowiedniego zabezpieczenia w zmieniajacych sie warunkach wynosi co najmniej 4,66 mmol (rri:ili- mola) tlenu na metr kwadratowy na godzine.W dilezszych warunkach najbardziej korzystna ilosc uwalnianego tlenu wynosi 10,0 milimoli tle¬ nu na metr kwadratowy na godzine.Nie wszystkie powierzchnie metalowe mozna za¬ bezpieczac jak opijano poprzednio, gdyz wiele z mich zaczyna uwalniac chlor zwrikn nastepuje uwalnianie tlenu. Tak wiec, w celu skutecznego wykorzystania sposobu wedlug wynalazku, nalezy nalozyc na te powierzchnie metalowe spelniajace role anody trwala powloke elektrokatalityczna, która bedzie katalizowala uwalnianie wystarczaja¬ cej ilosci tlenu przy dobranej wartosci! napieala ponizej progowego napiecia uwalniania chloru w tym ukladziie.Trwala, elektrokataliityclna powloke moga sta¬ nowic jeden z metali, stcipów metali, tlenków me¬ tali lub ich mieszaniny. W wypadku powlok z metali najczesciej uzywa sie powlok z rutenu i irydu. Powloki z platyny i palladu nie znalazly zastosowania w sposobie wedlug wynalazku, gdyz chlor uwalnia sie na nich zanim zostaje uwol- roibna wystaralajaca ilosc tlenu na jednostke cza:- su. Powloki z metalicznego renu lub stopów renu i palladu maja tylko jedynie marginalne zastoso¬ wanie w praktyce. Przy ich uzyciu uwolnienie wystarczajacej ilosci tlenu na jednostke czasu bez równoczesnego' uwalniania chloru wymaiga wyjat¬ kowe precyzyjnej kontroli wartosci napiecia i pradu.Wsród powlok z tlenków metali stosowanych w sposobie wedlug wynalazku znajduja sie tzw. powloki Beer'as opisane w opisie patentowym St.Zjedn. Am. nr 3 632 498. Skladaja sie one z tlen¬ ku tworzacego cienka blonke powierzchniowa H tlenku metalu z grupy platynowców. Do najcze¬ sciej uzywanych powlok typu Beer'a nalezy po¬ wloka skladajaca sie z mieszaniny dwutlenku ty¬ tanu i dwutlenku rutenu.Inne trwale powlciki anodowe stosowane w spo¬ sobie wedlug wynalazku zostaly opisane przez Beer'a w opisach patentowych St. Zjedn. Am. nr 3751296, nr 3833 73(9, nr 3855002 i nr 4005 003.Cytowane opisy patentowe nie tylko opisuja po¬ wloki nie ulegajace pasywacje i dzialajace elektro- katalitycznde na uwalnianie tlenu w srodowiskach zawierajacych slona wode, ale równiez ujawniaja rózne sposoby nakladania katalitycznych powlok na powierzchnie metalowa, ktÓTa korzystnie w tym przypadku stanowo metal tworzacy cienka blonke powierzchniowa, nasjlepiej tytan. W kazdym razie, chociaz w sposobie wedlug wynalazku moz¬ na stosowac szeroka game powlok katalitycznych, to absolutnie konóecznym jest wyforac taka powlo¬ ke katalityczna, która bajdzie dzialala przy napie¬ ciu pradu ponizej progowej wartosci napiecia, przy której rozpoczyna sie uwalnianie w tym u- 129 6 kladzie chloru, równoczesnie bedzue uwalniac wy¬ starczajaca ilosc tlenu korzystnie okclo 4,66 mili¬ moli na metr kwadratowy powierzchni metalowej powlekanej warstwa elektrokatalityczna na go- 5 dzine, lu)b wdecej.Jak stwierdzono wczesniej* elektrokatalityczne pc-wlGkiii trwale zachowujace swe wymiary mozna nakladac róznymi sposobami opisanymi w cyto¬ wanych opis&ch patentowych, jak równiez meteda- 10 mi, które sa oczywiiste dla specjalistów w tej dziedzinie, jednakze szczególnie korzystnym spo¬ sobem nakladania powlok przydatnych w sposobie wedlug wynalazku jest nalozenie roztworu powle¬ kajacego na wewnetrznej badz zewnetrznej po- 15 wierzchni! wymiany ciepla rur, a nastepnie podda¬ nie ogrzewamdlu oporowemu do odpowiedniej tem¬ peratury pfzy uzyciu pradu zmiennego. W tym przypadku rura wykonana z metalu zaworowego stanowi wlasny ogrzewacz oporowy ii nagromadza 20 wystarczajaca ilosc ciepla, po zastosowaniu pradu zmiennego, aby utlenic nalozony na jej powierzch¬ nie roztwór powlekajacy. Kiedy powleka scie wiaz¬ ke rur l-uib inne bardziej skomplikowane ksztalty nalezy pamietac, ze powierzchnie w poblizu zla- 13. czy jest znacznie trudniej pokryc wlasciwa po¬ wleka. W przypadku wiazki rur, gdzie zlacza wy¬ stepuja przy wejsciu i wyjsciu z wiazki, problem ten jest szczególnie istotny, gdyz biologiczne zanie¬ czyszczenie jest czesto wieksze przy wlocie i wylocie ^ z takich rur. W tych przypadkach nalezy upewnic sie, ze powierzchnie te posóadaja wlasciwa powlo¬ ke i dlatego korzystne jest powtórne lub zapo¬ biegawcze powlekanie tych mclejsc i opalenie ich plomieniem, aby utlenic material powloki. 35 Inna powloke przydatna, w sposobie wedlug wy¬ nalazku opisano w opisie patentowym St. 3jedn.Am. nr 4180 445. Opisano tam anodowa powloke z odmiany delta dwutlenku manganu selektywna dla tlenu. Ta wysoka selektywnosc wobec tlenu 40 odróznia edm/jane delta dwutlenku manganu od innych odmian dwutlenku manganu, które w prze¬ ciwienstwie do niej w . czaisie elektrolizy wody morskiej uwalniaja raczej chlor niz tlen. Powlo¬ ke z odmiany delta dwutlenku manganu naklada 45 Góe na dama powierzchnie przez umieszczenie, tej powierzchna w kwasnym roztworze soli, do które¬ go dodano wystarczajaca ilosc jonów mangano¬ wych, a nastepnie elektrolize roztworu soli, aby powloka dwutlenku manganu, bezpostaciowego 50 lub o niskim stopniu krystalizacji, naigromadzcla sie na anodowym podlozu poddawanym powleka¬ niu. Poczatkowo bedzie uwalnial s*ie chlor, az do momentu kiedy powierzchnia bedzie pokryta wy¬ starczajaca warstwa odmiany delta dwutlenku 55 manganu, wtedy proces utleniania tlenu calkowi¬ cie zastapi uwalnianie chloru.Sposób .wedlug wynalazku mai pierwszorzedne znaczenie uzytkowe dla utrzymywania powierzch¬ ni wymiany ciepla w stanie czystym i wolnym 60 od osadów biologicznych czy kamienia kotlowego, dzieki czemu zwieksza sie do maximum i/lub utrzymuje bardzo korzystna charakterystyke wy¬ miany; ciepla. Trwale anodowe powloki, nalozone na powierzchnie wymiany ciepla, przy zastosowa- 05 niu sposobu wedlug wynalazku sa wyjatkowo cien-121129 8 kie i w zaden sposób nie zmieniaja wlasciwosci wymiany ciepla przez uklad, z tyim wyjatkiem, ze utrzymuja one wyisoka wydajnosc tej wymiany przez 'zabezpieczenie powierzchni przed nagroma¬ dzaniem sie na niej osadów biologicznych luib ka^ mffenia kotlowego. Zastosowanie sposobu wedlug wynalazku w praktyce nie obniza wlasciwosci wy¬ miany ciepla, ale nawet poprawia (o okolo 10%) te wlasciwoscó dla danego ukladu. Prawdopodoibriie jest to zwitazane z przerwaniem przez tlen uwal¬ niany na anodowej powierzchni efektu powierzch¬ niowego plynu plynacego przez wymiennik ciepla, co prowadzi do lepszej charakterystyki przenosze¬ nia ciepla.W wielu zastosowaniach nde ma koniecznosci utrzymywania powierzchni zabezpieczanej przed biologicznym zanieczyiszczenaem i/\uSb odkladaniem sie kamienia kotlowego w stanie stalej polaryza¬ cji anodowej. W takich przypadkach zabezpiecza¬ na powierzchnia musi byc spolaryzowana anodowo tylko przez jakis Okres czasu, który zalezy od charakterystyki danego ukladu, wymiany ciepla, stopnia zanieczyszczenia srodka chlodzacego itp.Mozna w takich przypadkach przerywac polary¬ zacje anodowa na odpowiedni przeciag czasu, np. polaryzowac anodowo taka powierzchniiie co osiem godzin przez okres czasu wystarczajacy dla usu¬ niecia i/luto ^zabezpieczenia przed nagromadzeniem sie biologicznych osadów kamienia kotlowego. Za¬ bezpieczona powierzchnie mozna równiez gwal- towmie spolaryzowac anodowo kilka razy na se¬ kunde, jezeli wymagaja tego objawy zanieczysz¬ czenia plynu chlodzacego lufo srodowiskau Jednak¬ ze, poniewaz prad uzywany przy praktycznym sto¬ sowaniu sposobu wedlug wynalazku jest wyjatko¬ wo maly, w wiekszosci wypadków najkorzystniej jest pozostawic zabezpieczona powierzchnie spola¬ ryzowana anodowo przez caly czas, chyba ze wzgledy ekonomiczne w okreslonej sytuacji naka¬ zuja inaczej.Jak stwierdzono wczesniej, jednym z glównych zastosowan sposobu wedlug wynalazku jest utrzy¬ mywanie powierzchni wymiany ciepla wolnej od osadów biologicznych i/lufo kamienia kotlowego, które zmieniaja niekorzystnie charakterystyke przenoszenia ciepla powierzchni wymiennika. Wsród specyficznych zastosowan sposobu wedlug wynalaz¬ ku nalezy wymienic zabezpieczenie powierzchni wy¬ miany ciepla w elektrowniach przybrzeznych lub pokladowych wymiennikach ciepla na statkach, gdzie wody morskiej uzywa siie jako srodka chlo¬ dzacego wymiennik. Tytan jest czesto materialem z wyboru do konstrukcja! takich wymienników ciepla. Inna wazna dziedzina, gdzie zastosowanie sposobu wedlug wynalazku wyglada obiecujaco-, sa tzw. instrukcje OTEC. Instrukcja — Ocean Thermal Energy Conservation — stanowil jedna z kilku alternatyw korzystnego wykorzystania energii slonecznej bedacych przedmiotem badan Departament of Energy. Podstawa tej koncepcji jest wykorzystanie róznicy temperatur miedzy ciepla woda z powierzchni, tropikalnych oceanów a zilmniejsza woda z glejbjszych warstw do zasi¬ lania urzadzen ogrzewczych.Obliczono, ze 4—6% przewidywanego zapotrze¬ bowania energetycznego Stanów zjednoczonych mozna by pokryc przy wykorzystaniu tego wynat- lazku do roku 2020. Uklady takie wymagaja du¬ zych powierzchnii wymiany ciepla i okazalo sie* 5 ze tytan jest materialem z wyflboru do ich kon¬ strukcji. Sposoby, których mozna uzyc przy za- bezpieczanilu instrukcji OTEC przed zanieczysz¬ czeniem biologicznym sa bardzo ograniczone. Za¬ stosowanie chloru i innych toiocydów nie jest- 3fl mozliwe z powodu przeplywajacych przez te urzadzenia olbrzymich ilosci wody morskiej. Rów¬ noczesnie oddzialywanie na: srodowisko tak du¬ zych ilosci chloru czy innych biocydów mialoby istotny i wysoce szkodliwy wplyw na zycie hic— 15 logiczne na otwartym oceanie w sasiedztwie in¬ strukcji OTEC.Inna dziedzina gdzie zastosowano sposób wedlug wynalazku sa wielostopniowe wyparki rzutowe do odsalania wody. Wyparki te wykonuje sie obecnie ^ z tytanu i wymagaja one zastosowania sposobów zapobiegajacych zanieczyszczeniom, nagromadzaniu sie osadów biologicznych i kamienia kotlowego dl utrzymywania niezmienionej charakterystyki wymiany ciepla. Zanieczyszczanie tych powierzch- 25 ni wymiany ciepla; osadami maignezowymi i wap¬ niowymi wymaga zastosowania bardzo obnizone¬ go cisnienia celem obnizenia temperatury punktu wrzenia, co prowadzi do wyjatkowo wysokich kosztów eksploatacji W wiekszosci wypadków do- 30 daje sie do wody morskiej w sposób ciagly kwasu, alby obnizyc wartosc pH do 5. Ale nawet przy tych srodkach ostroznosci tworzenie sie kamienia kot¬ lowego dyktuje koniecznosc czestego zatrzymywa¬ nia urzadzenia w celu oczyszczenia go kwasem lub mechanicznie, a to prowadzi do wysokich kosztów konserwacji Dzieki zastosowaniu sposobu wedlug wynalazku powierzchnie wymiany ciepla moga byc utrzymane w stanie czystym, co pozwala na prace urzadzen w wyzszej temperaturze, przy cis¬ nieniu atmosferycznym, zwieksza wydajnosc wy¬ miany ciepla i znacznie obniza koszty.Jeszcze inna dziedzina zastosowania' sposobu wedlug wynalazku jest dziedzina energii geoter¬ micznej. Elektrownie geotermiczne pracuja w wa- 45 runkach wyjatkowo sprzyjajacych powstawaniu korozjfi: i zanieczyszczen. Uzywa sie tu, wylacznie tytanowych wymienników ciepla, które sa nara-1 zone na duze osadzanie sie kamienia kotlowego.Praktyczne zastosowanie sposobu wedlug wynalaz- 50 ku w takich przypadkach powoduje dostateczne zakwaszenie powierzchni wymiany cieplnej zapo^ biegajace odkladaniu siie kamienia: kotlowego.Nastepujacy przyklad ilustruje praktyczne za¬ stosowanie sposobu wedlug wynala'zku i okresla 55 równoczesnie granice skutecznego zabezpieczenia, gdy stosuje sie wode morska jaka spotyka sie; w rejonie Fort Lauderdale, na; Florydzie (tj. wody morskiej zawierajacej sól i inne rozpuszczone cia¬ la stale taMe, ze napiecie pTzy którym uwalnia 60 sie chlor wynosi okolo 1,136 wolt wg SCE).Przyklad. Na serie tytanowych plyt testo¬ wych o powierzchni 10 cm2 nalozono trwala po¬ wloke anodowa w nastepujacy sposób. Macierzy¬ sty roztwór do powlekania przygotowano jak na- 65 stepuje: 35121129 10 BuCl3 • 2,5H^O (38,6% Ru) 1,192 g SmCl2 flbezwodny) 574 g Tytanian butylu (14,3% Ti) 5,580 ml HC1 (35%) im ml Butanol 11;220 ml Roztwór przygotowano, rozpuszczajac czesciowo cyne i sole rutenu w HC1 i dodajac nastepnie bu¬ tanol. Roztwór mieszano do momentu rozpuszcze¬ nia soli, wtedy dodano tytanian butylu i roztwór ponownie mieszano, alby zapewnic calkowite wy¬ mieszanie skladników. Analiza przygotowanego roztworu dala nastepujacy wynik w gramach na litr: Ru 25,5, T,i 44,3 i Sn 20. Odpowiada to sto¬ sunkowi mollowemu Ti£2: (RuC2 + Sn02) ^2,2 : 1 oraz 40,0% molowym Sn02 w mieszaninie Ru02 + Sn02.Porcje tego macierzystego' roztworu nalozono na plyty tytanowe i ogrzewano je w powietrzu do temperatury 450°C w ciagu 7 minut. Polstepowa- nie to powtórzono 10 razy, aby otrzymac w kon¬ cu powloke o ciezarze 161,48 g/m2 anodowej po¬ wierzchni w przeliczeniu na (RuOg + Sn02).Anody, przygotowane w ten sposób, zainstalo¬ wano w miejscu pobierania wody morskiej, po«- nizej powierzchni wody, w Fort Lauderdale, Flo¬ ryda. Piec z szesciu plyt testowych, zawieraja¬ cych powloke, umieszczonych ponizej powierzchni wody, spolaryzowano anodowo stosujac rózne ge¬ stosci pradu dla kazdej z nich. Szóiata plyta pel¬ nila role kontroli. Wyniki otrzylmane po 5 miesia¬ cach przetrzymywania plyt w wodzie przedsta¬ wiono w nastepujacej tablicy.T a b 1 i ic a j Nuimer plyty 1 2 3 4 5 kon- | trola A/m2 10 3 1 0,3 0,1 0 Miiimole wydzielo¬ nego tle¬ nu/m2 godz. 93,2 27,96 9,32 2,80 0,92 0 Zanieczyszcze¬ nie powierzchni brak brak slady wzrostu na krawedzi plyty mala ilosc osadu calkowicie zaro¬ snieta calkowicie zaro¬ snieta 1 Pomimo, ze wynalazek opisano w odniesieniu do pewnych korzystnych jego postaci, to w zaden s,posób nie jest on do nich ograniczony, jak to wynika jasno z opisu i zastrzezen.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zabezpieczania elektrokatalitycznej, elektroprzewodzacej powierzchni metalowej w sro¬ dowisku wodnym zawierajacym jony chlorkowe, zdolnej po poddaniu polaryzacji anodowej do elek¬ trolitycznego uwalniania tlenu, znamienny tym, ze 15 50 55 60 powierzchnie metalowa polaryzuje sie anodowo powodujac rozklad elektrolityczny wody stykaja¬ cej sie z ta powierzchnia i wytwarza sie na ano¬ dowej powierzchni metalowej wystarczajaca ilosc 5 tlenu i jonu wodorowego. 2. Sposób zabezpieczania . elektrolitycznej, elek¬ troprzewodzacej powierzchni metalowej w srodo¬ wisku wodnym zawierajacym chlorek sodu, zdol¬ nej po poddaniu polaryzacji anodowej do elektro- 10 litycznego uwalniania tlenu, znamienny tym, ze powierzchnie metalowa polaryzuje sie anodowo powodujac rozklad elektrolityczny wody stykaja¬ cej sie z ta powierzchnia i wytwarza sie na ano- dowej powierzchni metalowej wystarczajaca ilosc tlenu i jonu wodorowego-, przy czym powierzchnie metalowa polaryzuje sie napieciem nizszym od progowego napiecia wydzielania chloru. 3. Sposób zabezpieczania- elektrokatalLtycznej, elektroprzewodzacej powierzchni metalowej me¬ talu zaworowego' w srodowisku wodnym zawiera¬ jacym jony chlorkowe, znamienny tym, ze po¬ wierzchnie metalu zaworowego pokrywa sie elek¬ trokatalityczna powloka zdolna do elektrolityczne¬ go uwalniania; tlenu, a nastepnie polaryzuje sie anodowo powierzchnie pokrytego powloka metalu zaworowego powodujac rozklad elektrolityczny wo¬ dy stykajacej sie z ta powierzchnia i wytwarza sie wystarczajaca ilosc tlenu na, metr kwadratowy pokrytej powloka powierzchni metalu zaworowego na godzine. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze powierzchnie metalu zaworowego pokrywa sie powloka irydu, rutenu, rodu, odmiana delta dwu¬ tlenku magnezu, stopem metalu szlachetnego' za¬ wierajacym iryd, ruten lub rod, badz mieszanina zawierajaca co najmniej jeden tlenek metalu szla¬ chetnego i co najmniej jeden tlenek metalu za¬ worowego. 5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako metal zaworowy stosuje sie tytan. 6. Sposób zabezpieczania elektrokatalitycznej, elektroprzewodzacej powierzchni metalowej stano¬ wiacej powierzchnie wymiany ciepla metalu za¬ worowego w srodowisku wodnym zawierajacym jony chlorkowe, znamllemiy tym, ze powierzchnie wymiany ciepla metalu zaworowego' pokrywa sie elektrokatalityczna, elektroprzewodzaca powloka zdolna do elektrolitycznego uwalniania tlenu, a na¬ stepnie polaryzuje sie anodowo w srodowisku wodnym powierzchnie pokrytego powloka metalu zaworowego powodujac rozklad elektrolityczny wo¬ dy stykajacej sie z ta powierzchnia i wytwarza sie wystarczajaca ilosc tlenu na metr kwadrato¬ wy pokrytej powloka powierzchni metalu zawo¬ rowego na godzine. 7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze powierzchnie metalu zaworowego pokrywa sie po¬ wloka irydu, rutenu, rodu, odmiana delta dwutlen¬ ku manganu, stopem metalu szlachetnego zawie¬ rajacym iryd, ruten lub rod, badz mieszanina za¬ wierajaca co najmniej jeden tlenek metalu szla¬ chetnego i co najmniej jeden tlenek metalu zawo¬ rowego. 8. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze jako metal zaworowy stosuje sie tytan. 23 30 35 40 45a m 129 12 9. Sposób zabezpieczania elektrokatalitycznej, elektroprzewodzacej powierzchni metalowej sta¬ nowiacej powierzchnie wyimiany ciepla metalu za¬ worowego w srodowisku zasolonej wody zawiera¬ jacymi jony chlorkowe, znamienny tym, ze po¬ wierzchnie wymiiainy ciepla pokrywa, sie elektroka- talityczna powloka zdolna do elektrolitycznego uwalniania tlenu, a naistejpnie polaryzuje sie ano- dowo w srodowisku zaisojonej wody zawierajacej jony chlorkowe powierzchnie pokrytego powloka metalu zaworowego powodujac rozklad elektroli¬ tyczny wody stykajacej sie z ta powierzchnia i wytwarza sie wystarczajaca ilosc tlenu na metr kwadratowy pokrytej powloka powierzchni metalu zaworowego na godzine. 10 15 10. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze powierzchnie metalu zaworowego pokrywa sie po¬ wloka irydu, rutenu, rodu, odmiana defta dwutlen¬ ku magnezu, stopem metalu szlachetnego zawie¬ rajacym iryd* ruten lulb rod, badz mieszanina za¬ wierajaca co najmniej jeden tlenek metalu szla¬ chetnego i co najmniej jeden tlenek metalu za¬ worowego. 11. SiposGb wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze jako metal zaworowy stosuje sie tytan. 12. Sposób wedlug zaistrz. 9, znamienny tym, ze wytwarza sie tlen w ilosci1 co najmniej 466 mili- moli na metr kwadratowy zabezpieczanej powierz¬ chni na: godzine.PZGraf. Koszalin A-1512 90 A-4 Cena 100 zl PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL