способ получения средства для очистки и антикоррозионной защиты поверхностей теплообменных аппаратов и трубопроводов и способ очистки и антикоррозионной защиты теплообменных аппаратов и трубопроводов

Формула изобретения

1. Способ получения средства для очистки и антикоррозионной защиты поверхностей теплообменных аппаратов и трубопроводов путем использования мелкодисперсных природных минеральных веществ, отличающийся тем, что мелкодисперсное природное минеральное вещество механоактивируют в водной среде с пульсацией давления от 0 до 1,6 МПа при температуре 20-80^oС, с частотой воздействия 40-60 Гц.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исходного минерального вещества используют природные альбитофиры или диабазы.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве исходного минерального вещества используют природные альбитофиры или диабазы, с содержанием в их составе двуокиси кремния SiO₂ не менее 30%.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дисперсность минерального вещества составляет 1-10 мкм.

5. Способ очистки и антикоррозионной защиты поверхностей теплообменных аппаратов и трубопроводов путем введения в циркуляционную водную среду мелкодисперсных природных минеральных веществ, отличающийся тем, что в качестве минеральных веществ используют механоактивированный порошок минерального вещества, выбранного из группы, включающей природные альбитофиры и диабазы, в количестве 0,8-1,5 г/л.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к средствам и способам очистки и антикоррозионной защиты поверхностей теплообменных аппаратов и трубопроводов, в частности для защиты от накипи систем отопления, охлаждения, водоснабжения и т.д.

Известен способ получения состава для удаления накипи из водогрейных котлов (патент РФ 2085517, С 02 F 5/00 ), основанный на использовании неорганических сульфатов (бисульфата или пиросульфата натрия или калия), в том числе с добавлением соляной и уксусной кислоты. Обработка водогрейных котлов данным составом обеспечивает их очистку от накипи, но не влияет на дальнейший процесс накипеобразования.

Известен способ получения средства, предназначенного для эффективной водоподготовки путем умягчения природных вод (а.с. СССР, 812765, С 02 F 5/00), что в свою очередь уменьшает интенсивность накипеобразования и коррозии при использовании воды. Способ заключается в приготовлении суспензии природного минерала алунита, дегитратированного при 600-700^oC.

Известен способ очистки трубопроводов, включающий механическое и химическое воздействие на очищаемую поверхность трубопровода путем обработки очищаемой поверхности минеральной суспензией галитовых отходов галурической переработки полиминеральных калийных руд. (а.с. СССР 1025465, В 08 В 7/04 ). Недостатком данного способа является сложность процесса и недостаточно высокая эффективность последующей защиты от коррозии.

Известны способы защиты стали от коррозии в водной среде путем введения в водную среду различного рода ингибиторных композиций, в качестве которых используют, например, отвальный шлак алюминиевого производства в количестве 0,08-0,4 г/л (патент РФ, 2043428, МПК 6 С 23 F 11/00).

Наиболее близким аналогом к патентуемой группе изобретений является способ очистки труб путем формирования осадка на их внутренних поверхностях, включающий формирование на внутренних поверхностях труб первого слоя осадка путем подачи в трубы циркуляционной воды с примесями мелкодисперсных илистых фракций при пониженной скорости в период провала нагрузок. Последующие слои формируют периодической подачей воды с примесями, регулируя их фракционный состав в зависимости от рН воды, до достижения толщины слоя 0,2-0,5 мм. Кроме того, в циркуляционную воду дополнительно периодически вводят мелкодисперсные органические или минеральные вещества, например торф или глину (а.с. СССР 1317262, F 28 G 13/00, 9/00 ). Способ обеспечивает образование тонкого подслоя на внутренних поверхностях труб, что снижает адгезию и последующий процесс отслоения осадка происходит по всей поверхности из-за отсутствия перемычек из солевых отложений. Введение в воду мелкодисперсных органических или минеральных веществ увеличивает количество мелкодисперсных взвесей в циркуляционной воде, а следовательно и количество центров кристаллизации солей жесткости, снижает рН воды, способствует более быстрому росту отложений в трубах с хорошими усадочными свойствами и обеспечивает возможность удаления осадка без применения химических методов.

Недостатком данного технического решения является низкая эффективность обработки рабочих поверхностей, вследствие чего не обеспечивается длительная защита этих поверхностей от коррозии и накипеобразования.

Задачей изобретения является создание средства и способа, совместно обеспечивающих эффективную очистку и последующую длительную защиту от накипи, коррозии и других отложений поверхностей теплообменных аппаратов и трубопроводов.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе получения средства для очистки и антикоррозионной защиты поверхностей теплообменных аппаратов и трубопроводов, путем использования мелкодисперсных природных минеральных веществ, согласно изобретению мелкодисперсное природное минеральное вещество механоактивирутот в водной среде с пульсацией давления от 0 до 1,6 МПа, при температуре 20-80^oС, с частотой воздействия 40-60 Гц.

При этом дисперсность минерального вещества составляет 1-10 мкм.

Кроме того, поставленная задача решается тем, что в качестве исходного минерального вещества используют природные альбитофиры или диабазы.

При этом в качестве исходного минерального вещества преимущественно используют природные альбитофиры или диабазы с содержанием в их составе двуокиси кремния SiO₂ не менее 30%.

Поставленная задача решается также тем, что в способе очистки и антикоррозионной защиты поверхностей теплообменных аппаратов и трубопроводов путем введения в циркуляционную водную среду мелкодисперсных минеральных веществ согласно изобретению в качестве минеральных веществ используют механоактивированный порошок природных альбитофиров или диабазов, в количестве 0,8-1,5 г/л.

Указанные режимы механоактивации исходного минерального вещества и технология обработки поверхностей теплообменных аппаратов установлены экспериментально и, как было установлено авторами, обеспечивают получение неожиданно высокого технического результата.

Экспериментально установлено также, что использование механоактивированного порошка минерального вещества согласно изобретению в концентрации ниже 0,8 г/л не обеспечивает стабильного результата. Применение концентрации выше 1,5 г/л нецелесообразно, так как не повышает эффективность способа и экономически невыгодно.

Способ получения средства для очистки и антикоррозионной защиты поверхностей теплообменных аппаратов и трубопроводов согласно изобретению осуществляют следующим образом.

В качестве исходного материала используют минеральное вещество, например природный альбитофир, со следующими характеристиками.

Минералогический состав и содержание компонетов в % (в среднем):

Альбит - 75-87

Кварц - 6-10

Хлорит, гидрохлорит - 6-7

Лейкоксен, сфен - 2-3

Карбонат - 1-2

Магнетит - 1-2

Химический состав и содержание компонентов в % (в среднем):

SiO₂ 67,68; Al₂O₃ 14,23; Fe₂O₃ 5,7; TiO₂ 7,17; CaO 1,11; MgO 0,88; R₂O 7,38; H₂O 0,31; SO₃ 0,11; п.п.п. 0,72.

Исходный минерал предварительно механически диспергируют путем измельчения и последующей классификации. Получают порошок с дисперсностью в пределах 1-10 мкм. Затем осуществляют механоактивацию полученного мелкодисперсного порошка минерального вещества. Механоактивацию осуществляют в водной среде с дискретным изменением температуры в пределах 20-80^oС, при пульсирующем давлении в пределах от 0 до 1,6 МПа, с частотой воздействия 40-60 Гц.

Получаемое согласно способу средство, названное авторами СОТ-2000, используют для обработки систем теплоснабжения, трубопроводов и других объектов путем введения его в циркуляционную водную среду в количестве из расчета 0,8-1,5 г /л, без изменения рабочего режима объекта. Обработка систем теплоснабжения может производиться во время отопительного сезона, а также в холодном состоянии.

Результаты опробования средства СОТ-2000

Пример 1. Удаление накипи и отложений в паровых котлах типа КЕ - 6, 5 /14

Состояние системы до обработки: слой накипи на внутренних поверхностях барабанов и водоспускных труб - 0,5 мм, на трубах котла со стороны топки - нагар толщиной от 2,5 до 150 мм, толщина накипи в теплообменниках - до 3 мм. Котлы работают без химподготовки.

Система обработана средством СОТ-2000 путем внесения состава через патрубки предохранительных клапанов в количестве 8 кг на один котел.

Через десять дней после обработки котлы остановлены, вскрыты верхний и нижний барабаны. Обнаружено:

- на поверхностях барабанов котлов и труб накипь отсутствует;

- внутренние поверхности барабанов, труб, теплообменников имеют гладкую поверхность;

- со стороны топки трубы очистились от нагара, отложений и сажи.

После осмотра котлы были вновь запущены в эксплуатацию. В последующие месяцы работы отмечено значительное снижение вредных выбросов в атмосферу, процесс сгорания топлива устойчивый, снижен удельный расход мазута.

Через пять месяцев проведен контрольный осмотр. Вскрыты верхний, нижний барабаны и топки котлов. Обнаружено:

- накипь на стенках барабанов котлов и водоспускных труб отсутствует;

- внутренние поверхности барабанов, труб, теплообменников имеют гладкую блестящую поверхность;

- на трубах в топке нагар отсутствует.

Пример 2. Обработка средством СОТ-2000 водогрейной системы отопления здания

В качестве источника тепла используются электрокотлы марки ЭПЗ-100И6 в количестве двух штук. Объем системы отопления составляет 1,2 м³ воды. Вода без химподготовки.

Состояние системы отопления до обработки: слой накипи на стенках труб - 0,5-1,0 мм; время нагрева системы до отработки датчика температуры - 1 час 20 мин.

Система обработана средством СОТ-2000 путем внесения в расширительный бак состава в количестве 1, 5 кг и запущена в рабочем режиме.

Система вскрыта через 8 месяцев. Состояние системы: слой накипи на стенках труб отсутствует, внутренние поверхности имеют темный цвет; время нагрева системы до отработки датчика температуры - 45 мин.

Пример 3. Обработка средством СОТ-2000 двух паровозных котлов марки ЭР (работающих в водогрейном режиме) и системы отопления жилых домов

Объем теплоносителя в котлах и системе - 15 куб. м. Толщина накипи, отложений в трубах системы отопления - до 5 мм. Толщина накипи на стенках барабана котла - до 6-7 мм. Система работает без химподготовки.

Система обработана средством СОТ-2000 путем внесения состава в количестве 15 кг в котлы через смотровые люки и запущена в действие в холодном режиме. Система отопления и котлы вскрыты через 1,5 месяца. Состояние котлов и системы отопления после вскрытия:

- слой накипи на стенках барабанов котлов и трубной разводки отсутствует;

- стенки труб и барабаны котлов имеют гладкую блестящую поверхность.

Применение технического решения согласно описанной группе изобретений не ограничивается приведенными примерами. Изобретение может быть использовано также, например, для очистки и антикоррозионной защиты бытовых приборов, двигателей внутреннего сгорания и в других областях техники. При этом существенно повышается производительность обрабатываемых систем, снижается удельный расход топлива, энергии и воды, увеличивается срок службы, снижается количество вредных выбросов в атмосферу.