RU43542U1

RU43542U1 - DEVICE FOR ELECTROACTIVATION OF WATER SYSTEMS

Info

Publication number: RU43542U1
Application number: RU2004129085/22U
Authority: RU
Inventors: А.А. Матвиевский; Александр Степанович Ювшин; Валерий Георгиевич Овчинников; В.А. Помазкин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Максмир-М"
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2005-01-27

Abstract

Использование: безреагентная обработка жидкостей для технологий, требующих предотвращения образования отложений на внутренних поверхностях технологического оборудования. Сущность полезной модели: позволяет повысить степень противонакипной и противокоррозионной обработки при одновременном сокращении материалоемкости и размеров устройства, а также упрощении его монтажа и демонтажа, за счет того, что в устройстве для электроактивации водных систем, содержащем корпус с верхней и нижней крышками, узлами подвода обрабатываемой водной системы, отвода обработанной водной системы, шлама и газа и расположенные внутри корпуса электроды - по меньшей мере, один катод, и, по меньшей мере, один растворимый анод, корпус снабжен платформами для установки электродов, по меньшей мере, один катод, и, по меньшей мере, один анод выполнены в форме полых цилиндров, расположенных коаксиально, при этом, анод выполнен сборным по высоте из одного и более элементов.Usage: reagent-free processing of liquids for technologies that require the prevention of deposits on the inner surfaces of technological equipment. The essence of the utility model: it allows to increase the degree of anti-scale and anti-corrosion treatment while reducing the material consumption and size of the device, as well as simplifying its installation and dismantling, due to the fact that in the device for the electroactivation of water systems containing a housing with upper and lower covers, supply nodes processed water system, the removal of the treated water system, sludge and gas and the electrodes located inside the housing - at least one cathode, and at least one soluble anode, body provided with a platform for mounting the electrodes, at least one cathode, and at least one anode are in the form of hollow cylinders arranged coaxially, the anode is made prefabricated adjustment of one or more elements.

Description

Полезная модель относится к области безреагентной обработки водных систем, в частности, к обработке водных растворов путем их физической активации, и может быть использована на тепловых электростанциях, в котельных, системах теплоснабжения и в других технологиях, требующих предотвращения или разрушения накипеобразования на поверхностях аппаратов, а также их защиты от коррозии.The utility model relates to the field of non-reagent treatment of aqueous systems, in particular, to the treatment of aqueous solutions by their physical activation, and can be used in thermal power plants, boiler houses, heat supply systems and other technologies that require the prevention or destruction of scale formation on the surfaces of apparatuses, and also their protection against corrosion.

Решение задачи предотвращения накипеобразования и защиты от коррозии при подготовке водных систем для различных отраслей промышленности, в частности, для технологического оборудования энергоустановок, выпарных и опреснительных установок, систем теплоснабжения и пр., было и остается весьма актуальным.The solution to the problem of preventing scale formation and corrosion protection during the preparation of water systems for various industries, in particular, for technological equipment of power plants, evaporating and desalination plants, heat supply systems, etc., was and remains very relevant.

В настоящее время все большее предпочтение отдается обработке водных систем физическими способами, например, электроактивацией с использованием анодов, подвергающихся электрохимическому растворению. В процессе электроактивации в водной системе образуются центры кристаллизации, благодаря которым выделение накипеобразующих солей происходит не на теплопередающей поверхности, а в объеме жидкости. Роль таких центров кристаллизации выполняют ионы металлов, выделяющиеся из электродов при электролизе и имеющие электронное сходство с ионами солей жесткости. Кроме того, накипеобразующие соли оседают на катоде, что приводит к снижению жесткости водной системы.Currently, increasing preference is given to the treatment of aqueous systems by physical methods, for example, electroactivation using anodes subjected to electrochemical dissolution. In the process of electroactivation, crystallization centers are formed in the water system, due to which the release of scale-forming salts does not occur on the heat transfer surface, but in the bulk of the liquid. The role of such crystallization centers is played by metal ions released from electrodes during electrolysis and having electronic similarity with ions of hardness salts. In addition, scale-forming salts are deposited on the cathode, which leads to a decrease in the rigidity of the water system.

Известно устройство для электроактивации жидких систем, содержащее цилиндрический вертикальный корпус, зажатый между верхней и нижней крышками, внутри которого концентрически расположены графитовые цилиндрические катод и анод с укрепленной между ними ионоприницаемой мембраной, приспособленной для ввода и вывода обрабатываемой жидкой системы, а также клеммы для подачи на электроды постоянного тока, при этом катод выполнен в виде графитового полого цилиндра сплошного сечения по длине, в нижних частях электродов выполнены каналы, сообщающиеся с приэлектродными полостями, для ввода обрабатываемой жидкой системы в нижней крышке укреплены патрубки, для вывода анолита, католита и газов в верхней крышке укреплены патрубки, а в верхних частях электродов выполнены каналы, сообщающиеся с приэлектродными полостями, через нижнюю A device for the electroactivation of liquid systems is known, comprising a cylindrical vertical housing sandwiched between the upper and lower covers, inside of which there are concentrically arranged graphite cylindrical cathode and anode with an ion-accepting membrane fixed between them, adapted for input and output of the processed liquid system, and also terminals for supplying to DC electrodes, while the cathode is made in the form of a graphite hollow cylinder with a continuous section along the length, channels are made in the lower parts of the electrodes ayuschiesya near the electrodes with cavities to enter the treated liquid system in the bottom cover reinforced pipes to output anolyte, catholyte and gas in the upper cover reinforced pipes, and in the upper parts of the electrodes has channels communicating with the cavities near the electrodes, through the lower

крышку пропущены ввернутые в электроды тоководы с клеммами, для соединения металлических фланцев, надетых на крышки, с расположенными между ними корпусом и электродами служат металлические стяжки. /См. свидетельство РФ на полезную модель №0002810, C 02 F 1/46, 1996 г./.current leads with terminals screwed into the electrodes are passed through the cover; metal ties are used to connect the metal flanges worn on the covers, with the body and electrodes located between them. /Cm. certificate of the Russian Federation for utility model No. 0002810, C 02 F 1/46, 1996 /.

Недостатками этого устройства являются сложность аппаратурного исполнения, в том числе выполнение электродов с каналами в верхней и нижней частях, а также то, что оба электрода выполнены графитовыми, что приводит к более частой их замене из-за расхода материала электродов в процессе эксплуатации.The disadvantages of this device are the complexity of the hardware design, including the implementation of electrodes with channels in the upper and lower parts, as well as the fact that both electrodes are made of graphite, which leads to their more frequent replacement due to the consumption of electrode material during operation.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является аппарат для электрохимической обработки воды, содержащий корпус с верхней и нижней крышками, узлами подвода обрабатываемой водной системы, отвода обработанной водной системы, шлама и газа и расположенные внутри корпуса электроды - по меньшей мере, один катод, и, по меньшей мере, один растворимый анод, при этом катод выполнен из стали, поверхность которой подвергнута термической активации, в корпусе расположены перегородки, разделяющие его внутреннее пространство на зону обработки, зону входа и зону выхода обрабатываемой воды /см. патент РФ на полезную модель №37085, C 02 F 1/46, 2004 г./.The closest in technical essence to the proposed device is an apparatus for electrochemical water treatment, comprising a housing with upper and lower covers, nodes for supplying the treated water system, removal of the treated water system, sludge and gas and electrodes located inside the housing - at least one cathode, and at least one soluble anode, while the cathode is made of steel, the surface of which is subjected to thermal activation, partitions are located in the housing that divide its internal space in on the treatment zone, the entrance zone and the exit zone of the treated water / cm. RF patent for utility model No. 37085, C 02 F 1/46, 2004 /.

Недостатками известного аппарата являются громоздкость, высокая металлоемкость, сложность аппаратурного исполнения, а также необходимость отключения аппарата из технологического процесса на длительное время для очистки электродов и/или их замены при зарастании межэлектродного пространства отложенными на электродах солями жесткости.The disadvantages of the known apparatus are cumbersome, high metal consumption, the complexity of the hardware design, as well as the need to disconnect the apparatus from the process for a long time to clean the electrodes and / or replace them when the interelectrode space is overgrown with hardness salts deposited on the electrodes.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в создании надежного, недорогого и компактного устройства для электроактивации водных систем.The problem, which the utility model is aimed at, is to create a reliable, inexpensive and compact device for the electroactivation of water systems.

Технический результат от использования предложенного устройства заключается в повышении степени противонакипной и противокоррозионной обработки водных систем, увеличении срока работы устройства при одновременном сокращении его материалоемкости и размеров, а также упрощении монтажа и демонтажа.The technical result from the use of the proposed device is to increase the degree of anti-scale and anti-corrosion treatment of water systems, increase the life of the device while reducing its material consumption and size, as well as simplifying installation and dismantling.

Поставленная задача решается, а технический эффект достигается за счет того, что в устройстве для электроактивации водных систем, содержащем корпус с верхней и нижней крышками, узлами подвода обрабатываемой водной системы, отвода обработанной водной системы, шлама и газа и расположенные внутри корпуса The problem is solved, and the technical effect is achieved due to the fact that in the device for the electroactivation of water systems, comprising a housing with upper and lower covers, nodes for supplying the treated water system, removal of the treated water system, sludge and gas and located inside the housing

электроды - по меньшей мере, один катод, и, по меньшей мере, один растворимый анод, корпус снабжен платформами для установки электродов, по меньшей мере, один катод, и, по меньшей мере, один анод выполнены в форме полых цилиндров, расположенных коаксиально, при этом, анод выполнен сборным по высоте из одного и более элементов, при этом, устройство может быть снабжено узлом ультразвуковой обработки, анод может быть выполнен из углеродсодержащего материала, а катод - из железосодержащего материала, а корпус может быть выполнен цилиндрическим, предпочтительно из полимерного материала.electrodes - at least one cathode, and at least one soluble anode, the housing is equipped with platforms for installing electrodes, at least one cathode, and at least one anode are made in the form of hollow cylinders arranged coaxially, at the same time, the anode is made prefabricated in height from one or more elements, while the device can be equipped with an ultrasonic processing unit, the anode can be made of carbon-containing material, and the cathode can be made of iron-containing material, and the housing can be made cylindrical, etc. dpochtitelno of polymeric material.

На чертеже схематически изображен вертикальный разрез предложенного устройства.The drawing schematically shows a vertical section of the proposed device.

Устройство для электроактивации водных систем содержит корпус 1 с верхней 2 и нижней крышками 3, узлами подвода обрабатываемой водной системы 4, отвода обработанной водной системы 5, отвода шлама 6 и отвода газа 7. Корпус снабжен верхней платформой 8 и нижней платформой 9 для установки в корпусе 1 электродов -катодов 10 и анодов 11 соответственно. Растворимый анод 11 может быть выполнен из различных материалов, которые подвержены электрохимическому разложению, и выполнен сборным по высоте из одного и более элементов 12. Катод 10 и анод 11 клеммами 13 и 14 соответственно через питающий провод 15 соединены с источником электропитания (на чертеже не показан). Корпус может быть выполнен цилиндрическим, предпочтительно из полимерного материала и снабжен защитной диэлектрической сеткой 16. Устройство может быть снабжено узлом ультразвуковой обработки, содержащим источник ультразвука 17 с волноводом 18, соединенным, например, с верхней платформой 8.A device for electroactivation of water systems comprises a housing 1 with upper 2 and lower covers 3, nodes for supplying the treated water system 4, removal of the treated water system 5, removal of sludge 6 and gas 7. The housing is equipped with an upper platform 8 and a lower platform 9 for installation in the housing 1 electrodes-cathodes 10 and anodes 11, respectively. The soluble anode 11 can be made of various materials that are susceptible to electrochemical decomposition, and is prefabricated in height from one or more elements 12. The cathode 10 and anode 11 are connected to the power supply terminal 15 by terminals 13 and 14, respectively (not shown in the drawing ) The housing may be cylindrical, preferably made of a polymeric material, and provided with a protective dielectric grid 16. The device may be equipped with an ultrasonic processing unit containing an ultrasound source 17 with a waveguide 18 connected, for example, to the upper platform 8.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Подвергаемую обработке водную систему через узел подвода обрабатываемой водной системы 4 подают внутрь корпуса 1 через нижнюю крышку 3, на электроды 10 и 11, жестко закрепленные на верхней платформе 8 и нижней платформе 9 (например, сваркой или болтовыми соединениями) через питающий провод 15 с использованием клемм 13 и 14 подают электрический ток от источника электропитания. В процессе электроактивации происходит растворение анода 11, что приводит к образованию центров кристаллизации, при этом материал анода расходуется. Благодаря наличию центров кристаллизации в обрабатываемой системе происходит выделение микрокристаллов накипеобразующих солей в объеме жидкости, что предотвращает их осаждение на теплопередающих поверхностях. Кроме того, в процессе The water system to be treated is fed through the supply node of the water system to be processed 4 to the inside of the housing 1 through the bottom cover 3, to the electrodes 10 and 11, which are rigidly fixed to the upper platform 8 and lower platform 9 (for example, by welding or bolted joints) through the supply wire 15 using terminals 13 and 14 supply electric current from a power source. In the process of electroactivation, the anode 11 dissolves, which leads to the formation of crystallization centers, while the anode material is consumed. Due to the presence of crystallization centers in the processed system, microcrystals of scale-forming salts are released in the liquid volume, which prevents their deposition on heat-transferring surfaces. Also in the process

электроактивации происходит выделение пузырьков растворенных в водной системе агрессивных газов, которые отводят через узел отвода газа 7. Прошедшую обработку водную систему через узел отвода обработанной водной системы 5 выводят из корпуса 1. Образующийся в процессе обработки осадок выводят через узел отвода шлама 6. Водную систему после электроактивации желательно подвергнуть отстаиванию и фильтрованию от образованных в процессе обработки механических примесей. Выполнение электродов в форме полых цилиндров, расположенных коаксиально, позволяет увеличить площадь и время контакта водной системы с электродами, что приводит к повышению качества процесса электроактивации при одновременном снижении материалоемкости и размеров устройства.of electroactivation, bubbles of aggressive gases dissolved in the water system are released, which are discharged through the gas outlet 7. The water system that has undergone treatment through the outlet of the treated water system 5 is discharged from the housing 1. The precipitate formed during processing is discharged through the sludge outlet 6. The water system after it is desirable to subject electroactivation to sedimentation and filtering from mechanical impurities formed during processing. The implementation of the electrodes in the form of hollow cylinders arranged coaxially allows to increase the area and time of contact of the water system with the electrodes, which leads to an increase in the quality of the electroactivation process while reducing material consumption and device size.

Выполнение анода сборным по высоте из одного и более элементов позволяет упростить и ускорить процесс монтажа-демонтажа электродов с возможностью замены (при необходимости) их отдельных элементов.The execution of the anode prefabricated in height from one or more elements allows you to simplify and speed up the process of mounting-dismantling the electrodes with the possibility of replacing (if necessary) their individual elements.

Для улучшения дегазации водной системы, что приводит к снижению коррозии внутренних поверхностей оборудования и трубопроводов, и повышения противонакипного эффекта устройство для электроактивации водных систем может быть снабжено узлом ультразвуковой обработки, содержащим, например, источник ультразвука 17 и волновод 18. Использование в одном устройстве сочетания электроактивации и ультразвуковой обработки позволяет повысить степень удаления углекислоты из подвергаемой обработке водной системы и увеличить количество центров кристаллизации, что приводит к повышению степени противокоррозионной и противонакипной обработки.To improve the degassing of the water system, which reduces corrosion of the internal surfaces of equipment and pipelines, and increases the anti-scale effect, the device for the electroactivation of water systems can be equipped with an ultrasonic treatment unit containing, for example, an ultrasound source 17 and a waveguide 18. Using a combination of electroactivation in one device and ultrasonic treatment allows to increase the degree of carbon dioxide removal from the water system being treated and to increase the number of cristae llizatsii, which leads to an increase in the degree of corrosion and antiscale treatment.

Выполнение анода из углеродсодержащего материала также способствует улучшению дегазации обрабатываемой водной системы, поскольку в прианодном пространстве протекает электрохимическая реакция взаимодействия свободного углерода, выделяющегося в результате растворения анода, и растворенного в водной системе кислорода. При этом, анод может быть выполнен и из других материалов, например, алюминия.The implementation of the anode from a carbon-containing material also helps to improve the degassing of the treated aqueous system, since an electrochemical reaction of the interaction of free carbon released as a result of dissolution of the anode and oxygen dissolved in the aqueous system takes place in the anode space. In this case, the anode can be made of other materials, for example, aluminum.

Выполнение корпуса 1 из полимерного материала позволяет исключить его коррозию и снизить стоимость конструкции устройства.The execution of the housing 1 from a polymer material allows to eliminate its corrosion and reduce the cost of the design of the device.

Таким образом, предложено недорогое устройство для электроактивации водных систем, использование которого позволяет повысить степень противонакипной и противокоррозионной обработки, при одновременном сокращении материалоемкости и размеров устройства, а также упрощении его монтажа и демонтажа.Thus, an inexpensive device for the electroactivation of water systems is proposed, the use of which allows to increase the degree of anti-scale and anti-corrosion treatment, while reducing the material consumption and size of the device, as well as simplifying its installation and dismantling.

Claims

1. A device for the electroactivation of water systems, comprising a housing with upper and lower covers, nodes for supplying the treated water system, removal of the treated water system, sludge and gas, and at least one cathode and at least one cathode located inside the housing. soluble anode, characterized in that the casing is equipped with platforms for installing electrodes, at least one cathode, and at least one anode is made in the form of hollow cylinders located coaxially, while the anode is made of a height of one many and more elements.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with an ultrasonic processing unit.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the anode is made of carbon-containing material, and the cathode is made of iron-containing material.

4. The device according to claim 3, characterized in that the housing is cylindrical.

5. The device according to claim 4, characterized in that the housing is made of a polymeric material.