RU2552431C1 - Способ и система водоподготовки - Google Patents

Способ и система водоподготовки Download PDF

Info

Publication number
RU2552431C1
RU2552431C1 RU2014114296/05A RU2014114296A RU2552431C1 RU 2552431 C1 RU2552431 C1 RU 2552431C1 RU 2014114296/05 A RU2014114296/05 A RU 2014114296/05A RU 2014114296 A RU2014114296 A RU 2014114296A RU 2552431 C1 RU2552431 C1 RU 2552431C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
permanent magnets
water
channels
water treatment
microchannel plate
Prior art date
Application number
RU2014114296/05A
Other languages
English (en)
Inventor
Хонги Хоу
Original Assignee
Хонги Хоу
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хонги Хоу filed Critical Хонги Хоу
Application granted granted Critical
Publication of RU2552431C1 publication Critical patent/RU2552431C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
    • C02F1/481Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using permanent magnets
    • C02F1/482Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using permanent magnets located on the outer wall of the treatment device, i.e. not in contact with the liquid to be treated, e.g. detachable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/48Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
    • C02F1/484Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using electromagnets
    • C02F1/485Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields using electromagnets located on the outer wall of the treatment device, i.e. not in contact with the liquid to be treated, e.g. detachable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/02Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/22Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Abstract

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.

Description

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→CaCO3(s)+H2O(1)+CO2(g)
[09] Mg(HCO3)2→MgCO3(s)+H2O(1)+CO2(g)
[010] MgHCO3(s)+H2O(1)→Mg(ОН)2(s)+CO2(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→MgCO3(s)+H2O(1)+CO2(g)
[068] MgHCO3(s)+H2O(1)→Mg(OH)2(s)+CO2(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.

Claims (14)

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.
RU2014114296/05A 2012-10-19 2013-10-17 Способ и система водоподготовки RU2552431C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/655,569 2012-10-19
US13/655,569 US8658015B2 (en) 2012-10-19 2012-10-19 Water treatment device and method
PCT/IB2013/003042 WO2014064540A2 (en) 2012-10-19 2013-10-17 Water treatment device and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2552431C1 true RU2552431C1 (ru) 2015-06-10

Family

ID=47752285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014114296/05A RU2552431C1 (ru) 2012-10-19 2013-10-17 Способ и система водоподготовки

Country Status (16)

Country Link
US (1) US8658015B2 (ru)
EP (1) EP2751033A4 (ru)
JP (1) JP5749408B2 (ru)
KR (1) KR101477698B1 (ru)
AU (1) AU2013320685B2 (ru)
BR (1) BR112014011281A2 (ru)
CA (1) CA2849365A1 (ru)
CL (1) CL2014001094A1 (ru)
IL (1) IL232033A0 (ru)
IN (1) IN2014CN03022A (ru)
MX (1) MX337383B (ru)
PE (1) PE20142382A1 (ru)
RU (1) RU2552431C1 (ru)
SG (1) SG11201401651XA (ru)
WO (1) WO2014064540A2 (ru)
ZA (1) ZA201404067B (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8658015B2 (en) * 2012-10-19 2014-02-25 Hongji Hou Water treatment device and method
CN103256587A (zh) * 2013-05-20 2013-08-21 裴渐强 一种稀土型锅炉节能器
US9907896B2 (en) 2013-06-21 2018-03-06 Taipei Medical University Apparatus and process for preparation of small water cluster and small molecular cluster water prepared therefrom
WO2016201585A1 (en) 2015-06-19 2016-12-22 Bio-H2-Gen Inc. Method for producing hydrogen gas from aqueous hydrogen sulphide
CN115571991A (zh) * 2022-09-13 2023-01-06 浙江倍煌环保科技有限公司 一种应用有磁场增强的阻垢器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5573664A (en) * 1995-06-05 1996-11-12 Kuo; Dai-Ming Water magnetization apparatus having insertable magnetizing unit
RU2264854C2 (ru) * 2001-01-30 2005-11-27 Хонда Гикен Когио Кабусики Кайся Активирующая структура, аппарат для активации вещества и способ активации вещества
RU2321550C2 (ru) * 2005-05-25 2008-04-10 Мориоки Сангио Кампэни Лимитид Устройство обработки текучей среды магнитным полем сверхвысокой напряженности
RU86563U1 (ru) * 2009-05-08 2009-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "КомКор" Ролик для подвижной опоры
RU2389586C2 (ru) * 2006-04-07 2010-05-20 Сова Денко К.К. Аппарат для производства сплава и сплава с редкоземельными элементами
CN201660473U (zh) * 2009-12-17 2010-12-01 广州格瑞凯迪电力热能设备有限公司 水质处理节能器

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4216092A (en) * 1978-07-24 1980-08-05 Hydromagnetics, Inc. Coaxial hydromagnetic device for hydraulic circuits containing calcium and magnesium ions
US4407719A (en) 1981-10-30 1983-10-04 Gorp Donald J Van Magnetic water treatment apparatus and method of treating water
US4455229A (en) * 1982-07-21 1984-06-19 Kemtune, Inc. Fully shielded multiple core water conditioner
US4485012A (en) 1982-08-16 1984-11-27 Ewald Ehresmann Adjustable magnetic water treatment system
US4662314A (en) * 1985-09-25 1987-05-05 Mor-Flo Industries, Inc. Magnetic water conditioning device
JPH01174095U (ru) * 1988-05-25 1989-12-11
JPH02131186A (ja) 1988-11-10 1990-05-18 Fuji Keiki:Kk 簡易型水処理装置
US4946590A (en) 1989-04-12 1990-08-07 Fluid Care Industries, Inc. Clamp-on magnetic water treatment device
JPH0383692U (ru) * 1989-12-12 1991-08-26
JPH0533832U (ja) * 1991-10-15 1993-05-07 エムシージヤパン株式会社 気泡発生装置
EP0722424B1 (en) 1993-10-06 1998-08-12 Water Recovery Plc Uv apparatus for fluid treatment
US5466425A (en) 1994-07-08 1995-11-14 Amphion International, Limited Biological decontamination system
DE19509925A1 (de) * 1995-03-18 1996-10-10 Volker Proestler Vorrichtung zur magnetischen Beeinflussung kristallbildender Reaktanden in wäßrigen Lösungen
DE29522016U1 (de) * 1995-03-18 1999-05-20 Proestler Volker Vorrichtung zur magnetischen Beeinflussung kristallbildender Reaktanden in wässrigen Lösungen
JP3027115U (ja) * 1996-01-23 1996-07-30 愛潔實業股▲ふん▼有限公司 挿入可能な磁化ユニットを有する水磁化装置
JPH10128339A (ja) * 1996-10-29 1998-05-19 Yoshimi Fujiwara 水質管理用マグネット及び水質管理用マグネット取付体
JPH10263547A (ja) * 1997-03-25 1998-10-06 Japan Steel Works Ltd:The 電場水処理方法およびその装置
JPH11207356A (ja) * 1998-01-28 1999-08-03 Senjirou Matsuyama 磁気照射水処理装置
JP2000070952A (ja) * 1998-09-03 2000-03-07 Aakutekku:Kk 多極式磁場を利用した水処理装置
JP3060046U (ja) * 1998-12-22 1999-07-21 和田 裕 小型イオン活性化整水器
US6203710B1 (en) 1999-02-22 2001-03-20 David D. Woodbridge Liquid decontamination method and apparatus
JP2001079554A (ja) * 1999-09-13 2001-03-27 Yuji Kawazu 流体浄化装置
US6812707B2 (en) * 2001-11-27 2004-11-02 Mitsubishi Materials Corporation Detection element for objects and detection device using the same
JP2003269268A (ja) * 2002-03-11 2003-09-25 Toshiaki Tsunematsu 液体燃料磁気処理装置
AU2003242139A1 (en) 2002-05-28 2003-12-12 Guangzhou Shi Zhong Nan P. Ltd. A kind of nano-material for water treatment and its use
JP2004197985A (ja) * 2002-12-17 2004-07-15 Japan Steel Works Ltd:The ボイラー配管
CN2589463Y (zh) 2002-12-27 2003-12-03 侯志纬 一种多功能活性水制备器
DE20220077U1 (de) * 2002-12-30 2003-03-06 Chang Hung Cheng Flüssigkeitsmagnetisierer
JP3095237U (ja) * 2003-01-14 2003-07-25 宏成 張 流体磁化器
CN1621358A (zh) * 2003-11-29 2005-06-01 王科峰 一种电磁合力的溶液处理方法
JP4799006B2 (ja) * 2004-03-01 2011-10-19 株式会社小松製作所 Fe系シール摺動部材およびその製造方法
JP4327847B2 (ja) * 2004-04-27 2009-09-09 勲 古沢 流体の活性化装置
JP2007069192A (ja) * 2005-09-02 2007-03-22 Koji Soga 水の磁気処理装置
CN101466643B (zh) * 2006-05-29 2011-07-27 株式会社志贺机能水研究所 水的电磁场处理方法及电磁场处理装置
KR100882934B1 (ko) 2007-06-01 2009-02-10 한대천 자화수 처리장치 및 광물필터 제조방법
CN201276445Y (zh) * 2008-06-26 2009-07-22 广州格瑞凯迪电力热能设备有限公司 家用水垢净化处理器
US8252178B2 (en) * 2009-01-12 2012-08-28 James Oshana Magnetic treatment of fluids
US8444186B2 (en) * 2009-04-20 2013-05-21 S & B Technical Products, Inc. Seal and restraint system for plastic pipe with low friction coating
JP2011025231A (ja) * 2009-06-23 2011-02-10 Hitoshi Arai 液体磁気処理具及び液体磁気処理装置。
US8658015B2 (en) * 2012-10-19 2014-02-25 Hongji Hou Water treatment device and method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5573664A (en) * 1995-06-05 1996-11-12 Kuo; Dai-Ming Water magnetization apparatus having insertable magnetizing unit
RU2264854C2 (ru) * 2001-01-30 2005-11-27 Хонда Гикен Когио Кабусики Кайся Активирующая структура, аппарат для активации вещества и способ активации вещества
RU2321550C2 (ru) * 2005-05-25 2008-04-10 Мориоки Сангио Кампэни Лимитид Устройство обработки текучей среды магнитным полем сверхвысокой напряженности
RU2389586C2 (ru) * 2006-04-07 2010-05-20 Сова Денко К.К. Аппарат для производства сплава и сплава с редкоземельными элементами
RU86563U1 (ru) * 2009-05-08 2009-09-10 Общество с ограниченной ответственностью "КомКор" Ролик для подвижной опоры
CN201660473U (zh) * 2009-12-17 2010-12-01 广州格瑞凯迪电力热能设备有限公司 水质处理节能器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014064540A2 (en) 2014-05-01
MX337383B (es) 2016-03-02
EP2751033A4 (en) 2015-04-22
AU2013320685A1 (en) 2014-05-08
CA2849365A1 (en) 2014-04-19
EP2751033A2 (en) 2014-07-09
BR112014011281A2 (pt) 2017-05-02
AU2013320685B2 (en) 2014-05-15
KR20140079777A (ko) 2014-06-27
JP5749408B2 (ja) 2015-07-15
ZA201404067B (en) 2015-08-26
PE20142382A1 (es) 2015-01-10
IN2014CN03022A (ru) 2015-07-03
WO2014064540A3 (en) 2014-10-30
KR101477698B1 (ko) 2014-12-30
IL232033A0 (en) 2014-08-31
US20130056355A1 (en) 2013-03-07
US8658015B2 (en) 2014-02-25
JP2015502850A (ja) 2015-01-29
CL2014001094A1 (es) 2014-10-03
SG11201401651XA (en) 2015-05-28
MX2014004133A (es) 2014-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2552431C1 (ru) Способ и система водоподготовки
JP2009515675A (ja) 磁化濾過装置
US20040035798A1 (en) Method and apparatus for removing contaminants from conduits and fluid columns
WO1999031016A1 (en) Method and system for removing solutes from a fluid using magnetically conditioned coagulation
KR101304121B1 (ko) 수처리 및 가온 장치
KR100340679B1 (ko) 초고자기유체처리장치
EP3636598A1 (en) Liquid treatment apparatus
KR101746135B1 (ko) 마그네타이트를 이용한 수처리장치 및 이를 이용한 수처리방법
US10961133B2 (en) Reverse diffusion desalination
WO2015005392A1 (ja) 水に混入した放射性物質を水から除去する方法
JP2003326191A (ja) 磁性体を用いた分離浄化装置
JP4038279B2 (ja) 多極式磁場を利用した水処理装置
KR20130065400A (ko) 초전도 자기분리기를 이용한 발전소 복수의 부식생성물 제거장치
JP2007313478A (ja) リンの浄化回収方法、リンの浄化回収装置および回収リンの再利用方法
CN215049447U (zh) 一种洗碗机水处理装置
JP2014008488A (ja) 濾過装置および水質浄化システム
JP3917083B2 (ja) 液体処理装置
WO2011035715A1 (zh) 一种磁场除铁净化装置及其在发电厂凝结水和给水中的应用
CN102303936A (zh) 一种含铁元素污水过滤装置
RU2242433C1 (ru) Устройство для магнитной обработки жидкости
RU2403950C2 (ru) Электромагнитный фильтр с пространственно-периодичной структурой фильтрующих элементов
SU1263305A1 (ru) Магнитный фильтр-осадитель
KR200273300Y1 (ko) 자화 정수장치
JP2000070952A (ja) 多極式磁場を利用した水処理装置
JPS624416A (ja) 磁気利用による流体濾過装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161018