На сайте http://kedrcompany.ru/ дешевая цена столешниц оптом.

К вопросу о безреагентной водоподготовке и тенденции развития магнитной обработки жидкости

Г.М. Бейгельдруд
Центр экологической политики и культуры,
г. Тула


Водоподготовка как технологический процесс получения воды, используемой в качестве рабочего тела в котлоагрегатах и, в целом, в теплофикационных системах, имеет большое практическое значение. В то же время однозначного решения поставленной практикой проблемы найти пути избежать отложений на теплообменных поверхностях оборудования в современном мире нет.

Магнитная обработка воды является одним из самых передовых технологических процессов в технологии водоподготовки в современном мире. Магнитная обработка воды практически применяется при подготовке воды для использования в котлоагрегатах в качестве рабочего тела, при получении питьевой воды из пресноводных источников, при очистке сточных вод различных производств.

Однако, при изучении химизма магнитного воздействия на воду и содержащиеся в ней примеси среди ученых нет единого мнения. Есть различные попытки [1] объяснять магнитные явления при воздействии магнитом на воду колебаниями магнитными самой воды, есть концепция «памяти воды». Но все это достаточно спорно и трудно доказуемо.

Инженеры верят в эксперимент, а еще больше – в результаты промышленного применения разработанных ними устройств. НПП «Рубекон» разработало и имеет опыт промышленного применения блоков магнитной подготовки жидкости. Реально проведенный эксперимент показал, что после омагничивания из воды перестают выпадать немагнитные соединения, такие как сульфат и карбонат кальция, а так же гидроокись магния. Однако, на стенках труб системы теплоснабжения наблюдается легкий осадок гидроокиси железа и его выпадение можно объяснить магнитными свойствами выпадающего соединения.

В дальнейшем изложении этой статьи магнитное воздействие на воду будет рассматриваться как воздействие на примеси, растворенные в воде исходя из свойств этих примесей.

Конкурирующие методы водоподготовки [4] такие как обратный осмос, реагентное умягчение и ионный обмен воздействуют именно на примеси воды, точнее на растворенные вводе соли.

Основная задача проводимой НПП «Рубекон» работы состоит в том, что бы сохранить биологическую ценность воды. Как показывают экспериментальные, да и промышленные данные, после обратноосмотической обработки в воде не живут простейшие водоросли, а так же рыбы и даже микроорганизмы.

Безреагентная магнитная водоподготовка не изменяет водородных связей между молекулами воды, не нарушает процессов диссоциации минеральных солей, растворенных в обрабатываемой воде и, тем самым не ухудшает биологических свойств воды, особенно важных при последующем использовании обрабатываемой воды.

Все это не является бесспорным, но выдвинутую в настоящей статье концепцию в технологии магнитной обработки воды следует считать новой и экспериментально доказуемой. При всем притом, что классическая теория профессора Классена [2, 3] рассматривает воздействие магнита на воду, технологи водоподготовки [4] всегда стремились избавить обрабатываемую воду от примесей, прежде всего, от растворенных в воде солей.

Последующее рассмотрение процессов магнитной обработки воды как воздействия на примеси воды, находящиеся в воде в растворенном и коллоидно-взвешенном состоянии согласуется с экспериментальными данными, полученными НПП «Рубекон» при использовании магнитной обработки воды на различных промышленных объектах.

Как показывает химический анализ отложений на стенках котла, отобранный при ремонте котла в конце отопительного сезона, в состав отложений входят карбонат и сульфат кальция и гидроокись магния. Образование этих соединений при традиционной водоподготовке вполне объяснимо. При нагреве воды с определенной жесткостью гидрокарбонат кальция превращается в карбонат кальция, гидросульфат в сульфат кальция, а магний, находившийся в воде в форме двухвалентного иона, соединяется с ионом гидроксила с образованием гидроокиси магния.

В случае магнитной обработки воды стабилизируется ионное равновесие среди солей, составляющих жесткость воды. Термическое разложение гидрокарбоната кальция, как термически нестабильного соединения, предотвращается за счет энергии магнитного поля. Стабилизированный гидрокарбонат кальция, как полярное соединение, образует аква-комплекс, получив окружение из молекул воды. Вода, получив за счет энергии магнитного поля формулу аква-ассоциата Н9О4 (соединение, обнаруженное профессором Дамаскиным Б.Б.) окружает такое полярное соединение, как гидрокарбонат кальция, образует вокруг него прочную гидратную оболочку, препятствующую термическому разложению самого полярного соединения.

Такой же процесс происходит и с гидросульфатом кальция. Гидросульфат кальция имеет более ярко выраженные полярные свойства, чем гидрокарбонат кальция и потому его гидратные оболочки прочнее.

Ион двухвалентного магния образует под действием магнитного поля аква-комплекс, препятствующий рекомбинации его с ионом гидроксила.

Экспериментальных доказательств выдвинутой концепции пока нет, так как для проведения подобного рода измерений требуются сложные научно-исследовательские работы с применением электронного парамагнитного резонанса и ядерного магнитного резонанса. Однако, косвенные доказательства того, что под действием магнитного поля преобразования происходят с соединениями, растворенными в воде, а не самой водой, получены в ходе промышленной эксплуатации устройств, разработанных и применяемых НПП «Рубекон».

НПП «Рубекон» занимается созданием устройств, систем и блоков магнитной обработки жидкости (далее по тексту БМП) в комбинации с фильтрами безреагентной очистки или без них в зависимости от объекта применения.

В современном мире водогрейных и паровых котельных, где отложения на стенках котла чреваты прогоранием котла, а в условиях Крайнего Севера это равнозначно катастрофе, системы предотвращения отложений в паровых и водогрейных системах имеют практическое применение и исследования, направленные на их создание носят сугубо прикладной характер.

Как показал опыт практического применения блоков магнитной подготовки воды (БМП), применение магнитной подготовки воды позволяет предотвратить образование отложений солей жесткости на греющих поверхностях теплообменного оборудования, что продлевает срок службы котла и, в целом, теплофикационной системы.

Прикладные исследования по изучению структуры отложений на теплообменных поверхностях водогрейных систем показывают наличие прочных кристаллов сульфата и карбоната кальция, а так же аморфной структуры гидроокиси магния. Отложения располагаются на трубах слоями, при этом прочность отложений пропорциональна перепаду температур между рабочим телом (водой или паром) и стенкой греющей поверхности.

Внешне, под микроскопом при шестисоткратном увеличении эти отложения выглядят как объемно-пространственный «цветок» с плотно сцепленными «лепестками». Прочность и плотность таких отложений определяется свойствами карбоната кальция. Но карбонат кальция в природе образует целый ряд горных пород от мела до гранита в зависимости от давления формирования породы.

Сульфат кальция в кристаллохимическом плане представляет собой, чаще всего, гипс. Все это скреплено вкраплениями из окислов железа. Механическая очистка таких поверхностей при ремонтах весьма проблематична, а химические промывки теплофикационных систем сопряжены или с коррозией греющих поверхностей под действием кислот или с высокой стоимостью комплексонов, применяемых для подобного рода целей.

После проведения магнитной обработки воды кристаллы, полученные при кипячении воды, под микроскопом выглядят как отдельные иглы, не сцепленные между собой. Получение таких кристаллов объясняется кристаллоподобными структурами, образуемыми аквакомплексами в жидкости.

Если под действием испарения воды разрушается аква-комплекс, образовавшийся вокруг молекулы гидрокарбоната кальция, то он разрушается изолированно от другого аква-комплекса образовавшегося вокруг другой молекулы. Под действием температуры кипячения гидрокарбонат кальция разрушается с выпадением кристалла карбоната кальция, но этот кристалл выпадает изолированно от других кристаллов, выпадающих выпариваемом объеме.

Кристаллы, выпадающие из омагниченной воды, при ее выпаривании, что выявлено при проведении эксперимента кристаллооптическим методом, получаются достаточно мелкими и не соединены между собой в прочную кристаллическую структуру котловой накипи. При этом количество мелких кристалликов может быть достаточно большим.

Осаждение мелкокристаллического осадка из омагниченной воды доказывает комплексный характер воздействия магнитного поля не столько на воду, сколько на растворенные в ней неорганические соли.

Образовав на поверхности полярного соединения защитную оболочку, аква-комплексы формируют между полярным соединением и растворителем, а в рассматриваемом случае растворителем является вода, двойной электрический слой. Энергия и прочность образовавшегося слоя зависит от напряженности приложенного к обрабатываемой воде магнитного поля.

НПП «Рубекон», как научно-исследовательская организация, занимающаяся внедрением своих разработок, проводит исследования по совершенствованию блоков магнитной подготовки воды. Последним достижением разработки рассматриваемой темы является сочетание БМП с фильтрами безреагентной очистки воды. Фильтр-элементы изготавливают из экологически чистых материалов, таких как титановые сплавы и стали аустенитно-ферритного класса.

При достаточно грамотном экспериментальном подборе сетки фильтра, основанном на математической модели технологического процесса омагничивания воды, удается найти оптимальное сочетание технологических и конструктивных параметров устройства под конкретный состав обрабатываемой воды.

Изучению в сложившихся условиях эксплуатации водогрейных котлоагрегатов подлежат конструктивные и технологические параметры блоков магнитной подготовки жидкости, их сочетания с механическими фильтрами, и возможно, с электрохимическими устройствами обработки воды.

Достаточно дискуссионным и подлежащим экспериментальной проверке является вопрос об оптимальных колебаниях многокомпонентного раствора солей, называемого в первом, поверхностном приближении «обрабатываемой водой». Если артезианская вода, выходящая на поверхность естественным путем, как источник, сохраняет колебания горных пород в интервале 7 – 8 Гц, то вода, прошедших ряд технических устройств имеет колебания порядка 50 Гц.

Входе последующих научно-исследовательских работ сотрудниками НПП «Рубекон» путем изучения параметров и последующего анализа результатов будут найдены закономерности технологического процесса магнитной обработки жидкости. На основании найденных закономерностей будет оптимизирована тенденция развития направления магнитной обработки жидкости с целью поиска параметров предотвращения отложений на греющих поверхностях теплообменного оборудования.

Список литературы

1. Рогов В.М. Электрохимическая технология изменения свойств воды / В.М. Рогов, В.Л. Филипчук. - Львов, Вища школа, 1989. - 125 с.

2. Классен В.И. Воды и магнит / В.И. Классен. - М., Наука, 1973.

3. Классен В.И. Омагничивание водных систем / В.И. Классен. - М., Химия, 1982. - 296 с.

4. Громогласов А.А. Водоподготовка. Процессы и аппараты / А.А. Громогласов. - М., Энергоатомиздат, 1990. - 271 с.

5. Стукалов П.С. Магнитная обработка воды на судах / П.С. Стукалов, Е.В. Васильев. – Владивосток, Дальневосточное кн. Изд-во, 1968.


Назад к списку