Selge halogeniidsoola ultraheli abil
Tavalised halogeniidsoolad ja selgete halogeniidsoolade segukoostisosadused
| sool | Maksimaalne tihedus 20°C (kg/m3) | Maksimaalne tihedus 68°F (lb/gal) |
|---|---|---|
| Naatriumkloriid (NaCl) | 1200 | 10.0 |
| Kaltsiumkloriid (CaCl2) | 1430 | 11.9 |
| Naatriumbromiid (NaBr) | 1520 | 12.7 |
| Kaltsiumbromiid (CaBr2) | 1700 | 14.2 |
| Tsinkbromiid (ZnBr2) | 2400 | 20.0 |
Vahepealsed tihedused saadakse segamise teel. CaBr2 ja ZnBr2 massisuhe 60:40 annab ligikaudu 2070 kg/m3 (17,3 lb/gal), säilitades kristalliseerumise alla 4 °C (39 °F).
Peamised tulemuslikkuse omadused
- Ei mingit filtrikooki: Hüdrostaatiline rõhk tuleneb lahuse tegelikust tihedusest.
- Savi inhibeerimine: Ca2+ ja Zn2+ pärsivad põlevkivi paisumist ja dispersiooni.
- Optiline selgus: Selged halogeniidsoolad võimaldavad usaldusväärset filtreerimist, inline-osakeste loendamist ja gammakiirguse jälgimist.
Vedeliku projekteerimise kaalutlused
Projekteerimine algab sihttihedusest, seejärel kontrollitakse kristalliseerumisvaru, moodustumise ühilduvust ja korrosiooni. Tsingirikkad soolveed annavad suurima tiheduse, kuid nõuavad täiustatud metallurgiat ja inhibiitoripakette.
Segamine ja kvaliteedikontroll halogeniidsoolades
Selge halogeniidsoolade valmistamisel piirdub soolade lahustumine massiülekandega tahke-vedeliku piiril. Suure võimsusega ultraheli lühendab partiiaega, hajutades peenosakesi ja lammutades difusioonikihte. Täieliku kvaliteediga soolveed läbivad 1-2 µm padruneid, et saavutada alla 0,4 NTU.
Suure võimsusega ultraheli töötlemine selge halogeniidisoola jaoks
Vibreeriva sonotroodi tekitatud akustiline kavitatsioon kiirendab oluliselt lahustamist, gaasistumist ja lisaainete hajutamist. Mullide implosioon tekitab mikrojette ja löökrinde, mis hõõruvad soola pindu, purustavad aglomeere ja ajavad värsket vedelikku üle piirikihi ümbritseval temperatuuril.
Mõõdetud tulemuslikkuse suurenemine
Välitingimustes saadud andmed 15m3 kaltsium-bromiidsoola partii kohta (sihtihedus ≈ 1700 kg/m3 või 14.2lb/gal) näitavad, et suure võimsusega ultraheli lõpetab lahustamise umbes 25 minutiga 25°C (77°F) juures. Sama töö, mille puhul kasutati auruga kuumutatud ülalt sisenevat tiivikut, nõudis 60 °C (140 °F) juures ligikaudu neli tundi. Hoolimata madalamast temperatuurist kulutas ultraheli vaid 0,3-0,5 kWh elektrienergiat kuupmeetri valmis vedeliku kohta ja andis siiski hägususe alla 0,4 NTU. Kavitatsiooniga eemaldatakse ka kaasnev gaas. Lahustunud hapniku sisaldus ringlusahelas vähenes pärast ühte läbimist märkimisväärselt, mis võimaldas korrosiooniinhibiitoritel tõhusamalt toimida.
Inline versus Batch ultraheli
Levinud on kaks rakendamisviisi, millest kumbki teenindab omaette tegevuspiirkonda.
Retrofit Batch-Loop
Järelpaigaldatud partii-kontuuris jätkab olemasolev segumahuti surve mahu, kuumutusmähiste ja pumpade imemise tagamist. Kastmisjalg tõmbab paagi põhjast osaliselt lahustunud soolvee, tagades, et ultraheliraamile sisenev vedelik sisaldab võimalikult palju lahustumatuid tahkeid aineid. Seejärel toimetab pump voolu ligikaudu 2 barg (30psig) juures ultraheli-inline-voolureaktorisse. Raku sees tekitab kaskatrood intensiivse kavitatsioonitsooni. Jääkristallide lahustamiseks piisab umbes 0,5 sekundist viibeaeg. Voolust vahetult allavoolu paiknev inline-tihedusmõõtur edastab andmed PID-ahelale, mis drosseldab kuivsöötmise kruvikonveierit. Konditsioneeritud soolvee jõuab tagasi mahutisse. Kuna ultraheli nihkejõud purustavad piirikihid pidevalt, väheneb partii koguaeg tundidelt kümnetele minutitele, ilma et lahtiselt temperatuur tõuseks, ning moderniseerimiseks on vaja ainult kahte äärikühendust.
Tõeline inline paigutus
Tõeline inline-korraldus on optimeeritud avamereplatvormide ja maismaaplatvormide jaoks. Siin kaob segamispaak täielikult ära. Vesi või korduvkasutatav filtraat liidetakse kruvisööturiga, mis mõõdab kuivad soolad otse ultrahelireaktorisse. Lahustumine ja gaasi eemaldamine on tegelikult lõpule viidud selleks ajaks, kui voog väljub ultraheli voolukambrist. Sealt läheb vedelik otse mudapumpadesse või soolalahuse kollektorisse. Selline "plug-and-play" skid võib anda puurimisjuhile reaalajas hüdrostaatilise rõhu kontrolli ilma termilise viivituseta või kristalliseerumise riskideta, mis on seotud kuumasegude partiimahutitega.
Energia ja heitkoguste kokkuhoid
50m3 -jaama aurusoojuse kaotamine säästab kuni 350kWh kütust partii kohta, vältides kuni 70kg CO2 heitkoguseid.
Gaasi eemaldamine ja korrosioonitõrje
Kavitatsioon paiskab soolveest kaasa võetud gaasi välja. Madalam hapnikusisaldus aeglustab punktsiooni ja korrosiooni. Tihtipeale näitavad välitöödel kasutatavad proovid, et sama inhibiitoridoosiga on korrosioon kümme korda väiksem, kui kasutatakse ultraheliga gaasitustatud soolveed.
aditiivne dispersioon
Filmi moodustavate amiinide, määrdeainete ja mikroniseeritud kaaluga tahkete ainete puhul saavutatakse tihedam osakeste suurusjaotus ja kuni 30% väiksem reoloogiline varieeruvus, kui soniseerimine asendab tavapärase tiivikuga segamise.
Korrosioon ja materjalide valik
Kõrge kloriidi- ja bromiidisisaldus soodustab punktsiooni ja korrosiooni. Soolalahused tarnitakse tavaliselt gaasivaba (alla 10 ppm hapnikku) ja neid doseeritakse filmiamiinidega. Pinnakäikude uuendamine süsinikterasest 316L, dupleks 2205 või superdupleks 2507 ≥60 °C (140 °F) juures. Titaanist klassi 5 sonotroodid ja sulamist 625 vooluküvetid taluvad ZnBr2 kuni 120°C (248°F) juures.
Selged halogeniidsoolveed on endiselt hädavajalikud kõrge rõhu all olevate, väheste kahjustustega puuraukude kontrollimiseks. Soola keemia, suure võimsusega ultraheli, korrosiooni leevendamise ja keskkonnahoiu valdamine võimaldab inseneridel kohandada tihedusi alates 1080 kg/m3 (9lb/gal) kuni 2400 kg/m3 (20lb/gal), tagades samal ajal võimalikult puhta keskkonna puuraugus.
KKK: Selge halogeniidsoola
Millest koosneb selge halogeniidisool?
Tahked osakesed ei ületa lahustuvust, seega on vedelik läbipaistev ja filtreeritav alla 0,5 NTU. Kogu kaal pärineb lahustunud sooladest.
Millised soolad on kõige levinumad?
Naatriumkloriid, kaltsiumkloriid, naatriumbromiid, kaltsiumbromiid ja tsinkbromiid. Tihedust reguleeritakse nende segamisel vees.
Miks valida selged soolveed kaalutud muda asemel?
Nad ei jäta filtrikooki, vähendavad moodustiste kahjustusi, läbivad kergesti lõpetamisseadmeid ja saavutavad kiiresti submikronise filtratsiooni.
Miks kasutada ultraheliga segamiseks selgeid halogeniidsoolasid?
Soniseerimine lühendab oluliselt lahustumisaega, võimaldab segamist ümbritseva õhu temperatuuril, eemaldab korrosiooni põhjustava hapniku ja tekitab madala hägususe ilma suurte mehaaniliste segistideta.
Milline energiaintensiivsus on sonikatsiooni puhul tüüpiline?
Enamik tehaseid vastab spetsifikatsioonile 0,3-0,5kWh kuupmeetri valmis soolvee kohta. Täpne väärtus sõltub soola tüübist ja sihttihedusest.
Kuidas kontrollitakse tihedust kohapeal?
Kuivsool või kontsentraat lahustatakse sonikatsiooni all, seejärel trimmitakse veega. Inline-tihedusmõõturid hoiavad tiheduse ±2kg/m3 (±0,02lb/gal) piires.
Kas selged soolveed on söövitavad?
Jah. Klooriid ja bromiid põhjustavad lokaalset punktsiooni ja korrosiooni. Ettevõtjad õhutamata, lisavad inhibiitoreid ja kasutavad korrosioonikindlaid sulameid.
Kas kasutatud halogeniidsoola saab ringlusse võtta?
Jah. Kasutatud vedelikud filtreeritakse, hapetustatakse, reguleeritakse tihedust ja kasutatakse uuesti. Tsingirikkad soolveed võivad enne kõrvaldamist läbida Zn-i taaskasutamise.
Milliste temperatuuridega võivad need soolveed hakkama saada?
CaBr2/CaCl2-segud jäävad selgeks kuni umbes 150 °C (302 °F). ZnBr2-kontsentraadid jäävad puhtaks üle 200 °C (392 °F), kuid on väga korrosiivsed.
Kui kiiresti suudab ultraheli lahustada soola?
Tööstusüksused vähendavad CaBr2 partii kogust 4h (kuumutatud tiivasegisti) ligikaudu 30min (ümbritsevas keskkonnas) 1700 kg/m3 halogeniseeritud soolalahuse puhul, säästes kütust ja aega puurimisplatvormil.