ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

На кафедре энергетики КубГАУ проведены поисковые эксперименты по определению эффективности предварительной обработки котловой (питательной) воды перед подачей в тепломассообменную аппаратуру котельных и разработана специальная электрическая установка для реализации этого метода.

Принципиальная схема установки представлена на рисунке. Установка содержит емкость 1, где производится обработка. Внутри емкости расположены электроды 2 из нержавеющей стали и разделительная перегородка 3, выполненная из полупроницаемой мембраны, пропускающей в противоположном направлении катионы и анионы растворенных в водной системе солей Са ²⁺, Мg²⁺, СО и т.д. Плоские электроды 2 подключаются к плюсовой и минусовой клеммам источника постоянного тока, выполненного на диодах Д1-Д4 и сглаживающем конденсаторе С. Тип диодов выбирается в зависимости от величины тока, что в свою очередь определяется исходными данными при расчете требуемой установки, то есть объемом, площадью пластин, скоростью обработки и т.д.

Принципиальная схема установки для подготовки воды

У положительного электрода (анода) при включении выпрямителя образуется кислотная среда, и реакция может быть представлена уравнением

2Н ₂О + 2 _е = О ₂­+ 4Н ⁺.

Кроме того, у анода сосредотачиваются катионы, а у катода - анионы. Реакция у отрицательного электрода (катода) идет следующим образом:

2Н ₂О - 4 _е = Н ₂­+ 2ОН, то есть образуется гидроксильная группа ОН, обеспечивающая щелочную реакцию.

Для проведения экспериментов по определению интенсивности роста отложений использовалась следующая аппаратура: микроскоп типа МС-1А, сушильный шкаф типа ШС-3, сосуды из высокотемпературного стекла и электрическая печь мощностью 500 Вт.

Дополнительно кислотная среда обрабатывается озоно-воздушной смесью из озонатора 4.

Жесткость воды снижается за счет тепла, выделяющегося при превращении озона в кислород, так как реакция превращения экзотермическая; тепловой эффект реакции - 35,5 ккал/моль.

О ₃«О ₂ + О - 24 ккал

О + О ₃«2О ₂ + 95 ккал 2

2О ₃«3О ₂ + 71 ккал 2

Уменьшение общей жесткости наблюдается при обработке озоном воды, которая не прошла предварительную обработку электрическим полем, однако это снижение ярко не выражается, а расход озона увеличивается в 2,5-3,0 раза. Помимо теплового воздействия, озон, являясь сильным окислителем, воздействует с неорганическими и органическими веществами, что приводит к выпадению в осадок солей кальция, магния, железа, марганца.

Работа разработанного устройства в течение последних трех лет показала высокую надежность и эффективность, что позволяет рекомендовать его к широкому практическому внедрению.