Մաքուր հալոգենային աղաջրեր՝ ուլտրաձայնային եղանակով

Չափված կատարողականի աճ

Կալցիում-բրոմիդի 15 մ3 խմբաքանակի աղաջրի (նպատակային խտություն ≈ 1700 կգ/մ3 կամ 14.2 ֆունտ/գալոն) խմբաքանակի դաշտային տվյալները ցույց են տալիս, որ բարձր հզորության ուլտրաձայնային լուծույթը լուծարվում է մոտ 25 րոպեում՝ շրջակա միջավայրի 25°C (77°F) ջերմաստիճանում: Նույն աշխատանքը՝ օգտագործելով գոլորշով տաքացվող վերին մուտքով թևիկ, պահանջում էր մոտ չորս ժամ 60°C (140°F) ջերմաստիճանում: Չնայած ցածր ջերմաստիճանին, ուլտրաձայնային եղանակը սպառել է ընդամենը 0.3-0.5 կՎտժ էլեկտրաէներգիա պատրաստի հեղուկի մեկ խորանարդ մետրի համար և դեռևս ապահովել է 0.4 NTU-ից ցածր պղտորություն: Կավիտացիան նաև հեռացնում է ներթափանցած գազը: Վերաշրջանառվող օղակում լուծված թթվածինը զգալիորեն նվազել է մեկ անցումից հետո, ինչը թույլ է տալիս կոռոզիայի ինհիբիտորներին ավելի արդյունավետ գործել:

Ներկառուցված ընդդեմ խմբաքանակային ուլտրաձայնային

Տարածված են երկու իրականացման ռեժիմներ, և յուրաքանչյուրը ծառայում է առանձին գործառնական նիշայի։

Վերակառուցում խմբաքանակային ցիկլով

Վերակառուցված խմբաքանակային ցիկլի կոնֆիգուրացիայում առկա խառնման բաքը շարունակում է ապահովել ալիքային ծավալ, տաքացման կծիկներ և ներծծում փոխանցման պոմպի համար: Ուղղահայաց ոտքը մասամբ լուծված աղաջուրը բաքի հատակից քաշում է, ապահովելով, որ ուլտրաձայնային սահող մտնող հեղուկը պարունակի չլուծված պինդ նյութերի ամենաբարձր կոնցենտրացիան: Այնուհետև պոմպը հոսքը մատակարարում է մոտավորապես 2 բարգ (30 պսիգ) ճնշման տակ դեպի ուլտրաձայնային գծային հոսքային բջիջների ռեակտոր: Բջիջի ներսում կասկատրոդը ստեղծում է ինտենսիվ կավիտացիայի գոտի: Մոտավորապես 0.5 վայրկյանի կանգառի ժամանակը բավարար է մնացորդային բյուրեղները լուծելու համար: Հոսանքն ի վար տեղադրված գծային դենսիտոմետրը տվյալները մատակարարում է PID օղակին, որը խեղդում է չոր մատակարարման պտուտակային փոխակրիչը: Կոնդիցիոնացված աղաջուրը վերադառնում է բաք: Քանի որ ուլտրաձայնային կտրող ուժերը անընդհատ կոտրում են սահմանային շերտերը, խմբաքանակի ընդհանուր ժամանակը ժամերից կրճատվում է մինչև տասնյակ րոպեներ՝ առանց հիմնական ջերմաստիճանի բարձրացման, և վերակառուցման համար անհրաժեշտ է միայն երկու ֆլանշային միացում:

Իրական ներգծային դասավորություն

Իրական գծային դասավորությունը օպտիմալացված է ինչպես ծովային, այնպես էլ ցամաքային հարթակների համար: Այստեղ խառնման բաքն ամբողջությամբ անհետանում է: Ջուրը կամ վերօգտագործված ֆիլտրատը միաձուլվում է պտուտակային սնուցիչի հետ, որը չափում է չոր աղերը անմիջապես ուլտրաձայնային ռեակտորի մեջ: Լուծարումը և գազի մաքրումը արդյունավետորեն ավարտվում են այն ժամանակ, երբ հոսքը դուրս է գալիս ուլտրաձայնային հոսքային խցիկից: Այնտեղից հեղուկը ուղիղ գնում է ցեխի պոմպեր կամ ավարտական աղաջրի կոլեկտոր: Նման միացվող և գործարկվող սահիկը կարող է հորատման վերահսկիչին իրական ժամանակում վերահսկել հիդրոստատիկ գլխիկը՝ առանց տաք խառնման խմբաքանակային բաքերի հետ կապված ջերմային լագերի կամ բյուրեղացման ռիսկերի:

Էներգիայի և արտանետումների խնայողություն

50 մ3 ծավալով կայանքում գոլորշու ջերմության վերացումը խնայում է մինչև 350 կՎտժ վառելիք մեկ խմբաքանակի համար՝ խուսափելով մինչև 70 կգ CO2 արտանետումներից։

Գազազերծում և կոռոզիայի վերահսկում

Կավիտացիան աղաջրից դուրս է մղում գազը։ Թթվածնի ցածր մակարդակը դանդաղեցնում է փոսերի առաջացումը և կոռոզիան։ Հաճախ դաշտային կտրոնները ցույց են տալիս տասնապատիկ ցածր կոռոզիա նույն արգելակիչի դեղաչափի դեպքում, երբ օգտագործվում են ուլտրաձայնային եղանակով գազազերծված աղաջրեր։

հավելանյութային դիսպերսիա

Թաղանթ առաջացնող ամինները, քսանյութերը և միկրոնացված կշռող պինդ նյութերը հասնում են մասնիկների չափի ավելի խիտ բաշխման և մինչև 30% ցածր ռեոլոգիական տատանման, երբ ուլտրաձայնային մշակումը փոխարինում է սովորական թևերի խառնմանը։

Կոռոզիա և նյութերի ընտրություն

Բարձր քլորիդը և բրոմիդը նպաստում են փոսերի առաջացմանը և կոռոզիային։ Աղաջրերը սովորաբար առաքվում են օդափոխված (10 ppb-ից ցածր թթվածնի պարունակությամբ) և դեղաչափվում են թաղանթապատող ամիններով։ Մակերևութային մեխանիզմները ածխածնային պողպատից թարմացվում են 316L, դուպլեքս 2205 կամ սուպեր-դուպլեքս 2507-ի՝ ≥60°C (140°F) ջերմաստիճանում։ Տիտանի 5-րդ աստիճանի սոնոտրոդները և համաձուլվածք 625 հոսքային բջիջները հանդուրժում են ZnBr2-ը մինչև 120°C (248°F) ջերմաստիճանում։

Բարձր ճնշման և ցածր վնաս պատճառող հորատանցքերի կառավարման համար թափանցիկ հալոգենային աղաջրերը մնում են անփոխարինելի: Աղի քիմիայի, բարձր հզորության ուլտրաձայնի, կոռոզիայի մեղմացման և շրջակա միջավայրի պահպանության վարպետությունը թույլ են տալիս ինժեներներին հարմարեցնել խտությունները 1080 կգ/մ3-ից (9 ֆունտ/գալոն) մինչև 2400 կգ/մ3 (20 ֆունտ/գալոն)՝ միաժամանակ ապահովելով հորատանցքի ամենամաքուր միջավայրը:

Հաճախակի տրվող հարցեր. Թափանցիկ հալոգենային աղաջուրներ

Ի՞նչն է դարձնում հալոգենային աղաջուրը թափանցիկ։

Ոչ մի կախված պինդ նյութ չի գերազանցում լուծելիությունը, ուստի հեղուկը թափանցիկ է և զտելի է մինչև 0.5 NTU-ից ցածր պարունակությամբ։ Ամբողջ քաշը ստացվում է լուծված աղերից։

Ո՞ր աղերն են ամենատարածվածը։

Նատրիումի քլորիդ, կալցիումի քլորիդ, նատրիումի բրոմիդ, կալցիումի բրոմիդ և ցինկի բրոմիդ։ Խտությունը կարգավորվում է այս երկուսը ջրի մեջ խառնելով։

Ինչո՞ւ ընտրել թափանցիկ աղաջուրը ծանրաբեռնված ցեխի փոխարեն։

Դրանք չեն թողնում ֆիլտրի տորթ, նվազագույնի են հասցնում ձևավորման վնասը, հեշտությամբ անցնում են ավարտական մեքենաների միջով և արագ հասնում են ենթամիկրոնային ֆիլտրացիայի։

Ինչու՞ օգտագործել ուլտրաձայնային միջոցներ՝ հստակ հալոգենային աղաջուրը խառնելու համար:

Ուլտրաձայնային կիրառումը զգալիորեն կրճատում է լուծարման ժամանակը, հնարավորություն է տալիս խառնել շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում, հեռացնում է կոռոզիան առաջացնող թթվածինը և առաջացնում է ցածր պղտորություն առանց մեծ մեխանիկական խառնիչների։

Ինչ էներգիայի ինտենսիվություն է բնորոշ sonication-ի համար:

Գործարանների մեծ մասը համապատասխանում է սպեցիֆիկացիաներին՝ 0.3-0.5 կՎտժ մեկ խորանարդ մետր պատրաստի աղաջրի համար: Ճշգրիտ արժեքը կախված է աղի տեսակից և նպատակային խտությունից:

Ինչպե՞ս է խտությունը վերահսկվում տեղում։

Չոր աղը կամ կոնցենտրատը լուծվում է ուլտրաձայնային եղանակով, ապա մաքրվում ջրով։ Գծային դենսիտոմետրերը պահպանում են խտությունը ±2 կգ/մ3 (±0.02 ֆունտ/գալոն) սահմաններում։

Արդյո՞ք թափանցիկ աղաջրերը կոռոզիվ են։

Այո։ Քլորիդը և բրոմիդը առաջացնում են տեղայնացված փոսիկներ և կոռոզիա։ Օպերատորները մաքրում են օդը, ավելացնում ինհիբիտորներ և օգտագործում կոռոզիակայուն համաձուլվածքներ։

Կարո՞ղ են վերամշակվել օգտագործված հալոգենային աղաջրերը։

Այո։ Օգտագործված հեղուկները զտվում են, թթվածնից ազատվում, խտությունը կարգավորվում և վերօգտագործվում։ Ցինկով հարուստ աղաջրերը կարող են ենթարկվել Zn վերականգնման՝ նախքան դրանցից ազատվելը։

Ի՞նչ ջերմաստիճանների կարող են դիմանալ այս աղաջրերը։

CaBr2/CaCl2 խառնուրդները մնում են թափանցիկ մինչև մոտավորապես 150°C (302°F): ZnBr2 կոնցենտրատները մնում են թափանցիկ 200°C (392°F)-ից բարձր ջերմաստիճանում, սակայն խիստ կոռոզիոն են:

Որքա՞ն արագ կարող է ուլտրաձայնը լուծարել աղը։

Արդյունաբերական ստորաբաժանումները 1700 կգ/մ3 հալոգենային աղաջրի համար CaBr2 խմբաքանակի պատրաստման ժամանակը 4 ժամից (տաքացվող թևավոր խառնիչ) կրճատում են մինչև մոտավորապես 30 րոպե (շրջակա միջավայր), խնայելով վառելիք և սարքավորումների ժամանակ։