Jasno halogene slane vode ultrazvukom
Zajedničke halogene soli i mešavine kompozicije jasnih halogenidnih slanim rastvorima
| со | Maksimalna gustina 20°C (kg/m3) | Maksimalna gustina 68 ° F (lb / gal) |
|---|---|---|
| Natrijum hlorid (NaCl) | 1200 | 10.0 |
| Kalcijum hlorid (CaCl2) | 1430 | 11.9 |
| Natrijum bromid (NaBr) | 1520 | 12.7 |
| Kalcijum bromid (CaBr2) | 1700 | 14.2 |
| Cink bromid (ZnBr2) | 2400 | 20.0 |
Srednje gustine se dobijaju mešanjem. Odnos mase CaBr2 i ZnBr2 od 60:40 daje cca. 2070 kg/m3 (17.3lb/gal) uz zadržavanje kristalizacije ispod 4°C (39°F).
Ključni atributi performansi
- Nema filtera kolača: Hidrostatska glava dolazi od prave gustine rastvora.
- Inhibicija gline: Ca2 + i Zn2 + suzbijaju oticanje i disperziju škriljaca.
- Оптичка јасноћа: Jasne halogene slane vode omogućavaju pouzdanu filtraciju, inline brojanje čestica i praćenje gama-zraka.
Fluid Design Razmatranja
Dizajn počinje sa ciljnom gustinom, a zatim proverava marginu kristalizacije, kompatibilnost formiranja i koroziju. Slane vode bogate cinkom daju najveću gustinu, ali zahtevaju nadograđenu metalurgiju i inhibitore paketa.
Mešanje i kontrola kvaliteta u halogenim slanim rastvorima
U pripremi jasnih halogenidnih slanih voda, rastvaranje soli je ograničeno prenosom mase na granici čvrsto-tečne. Ultrasonikacijom velike snage smanjuje vreme serije raspršivanjem finih kazni i urušavanjem difuzijskih slojeva. Slanim rastvorima prolaze kroz kertridža od 1-2 μm da dostignu ispod 0,4 NTU.
Ultrazvučna obrada velike snage za jasne halogene slane vode
Akustična kavitacija iz vibrirajućeg sonotrode u velikoj meri ubrzava rastvaranje, otplinjavanje i aditivnu disperziju. Implozije mehurića proizvode mikro-mlazove i udarne frontove koji čiste površine soli, uništavaju aglomerate i voze svežu tečnost preko graničnog sloja na sobnoj temperaturi.
Izmerene performanse Dobici
Terenski podaci iz 15m3 serije kalcijum-bromidne slane vode (ciljna gustina ≈ 1700 kg / m3 ili 14.2lb / gal) pokazuju da ultrazvučni ultrazvuk velike snage završava rastvaranje za oko 25 minuta u ambijentalnom 25 ° C (77 ° F). Isti posao korišćenjem gornjeg radnog kola sa zagrejanim parom zahtevao je otprilike četiri sata na 60 ° C (140 ° F). Uprkos nižoj temperaturi, ultrazvučni put troši samo 0,3-0,5 kVh električne energije po kubnom metru gotovog fluida i dalje isporučuje zamućenost ispod 0,4 NTU. Kavitacija takođe skida uvučeni gas. Rastvoreni kiseonik u recirkulacionoj petlji značajno je opao nakon jednog prolaza, omogućavajući inhibitorima korozije da efikasnije rade.
Inline nasuprot Batch Ultrasonics
Dva načina implementacije su uobičajena, a svaki služi posebnoj operativnoj niši.
Retrofit Batch-petlje
U konfiguraciji retrofit batch-loop, postojeći rezervoar mik nastavlja da obezbeđuje zapreminu prenapona, grejanje kalemova, i usisavanje za pumpu za prenos. Dip-noga izvlači delimično rastvorenu slanu vodu sa dna rezervoara, osiguravajući da tečnost koja ulazi u ultrazvučni klizač sadrži najveću koncentraciju nerastvorenih čvrstih materija. Pumpa zatim isporučuje tok na približno 2barg (30psig) na ultrazvučni inline protok ćelija reaktora. Unutar ćelije, kaskatroda stvara intenzivnu kavitacijsku zonu. Vreme boravka od otprilike 0,5 sekundi je adekvatno za rastvaranje zaostalih kristala. Inline denzitometar pozicioniran samo nizvodno hrani podatke u PID petlju koja prigušuje suvi transporter vijka. Uslovljena slana voda se vraća u rezervoar. Budući da su ultrazvučne sile smicanja kontinuirano razbijaju granične slojeve, ukupno vreme serije pada od sati do desetina minuta bez podizanja temperature rasutog tereta, a za naknadnu ugradnju potrebna su samo dva priključka sa prirubnicom.
Istina Inline Aranžman
Pravi inline aranžman je optimizovan za offshore platforme i kopnene platforme. Ovde rezervoar za mešavinu u potpunosti nestaje. Voda ili ponovo upotrebljeni filtrat se spaja sa ulagačem vijka koji meri suve soli direktno u ultrazvučni reaktor. Rastvaranje i skidanje gasa su efektivno završeni do trenutka kada potok izlazi iz ultrazvučne ćelije protoka. Odatle tečnost ide direktno na pumpe za blato ili komplet slanog kolektora. Takav plug-and-plai klizanja može dati supervizoru bušenja kontrolu hidrostatske glave u realnom vremenu bez toplotnog kašnjenja ili rizika kristalizacije povezanih sa spremnicima vruće mešavine.
Ušteda energije i emisije
Eliminisanje pare toplote na 50m3 postrojenju štedi do 350kVh goriva po seriji, izbegavajući do 70kg emisije CO2.
Otplinjavanje i kontrola korozije
Kavitacija izbacuje uvučeni gas iz slane vode. Niži kiseonik usporava pitting i koroziju. Često, terenski kuponi pokazuju deset puta nižu koroziju sa istom dozom inhibitora kada se koriste ultrazvučno degasirane slane vode.
aditivna disperzija
Amini, maziva i mikronizovane ponderisane čvrste materije filma postižu čvršće raspodele veličine čestica i do 30% nižu varijansu reologije kada ultrazvučno mešanje zamenjuje mešanje radnog kola.
Korozija i izbor materijala
Visoki hlorid i bromid promovišu pitting i koroziju. Slane vode uglavnom isporučuju de-aerated (ispod 10ppb kiseonika) i doziraju sa filmskim aminima. Nadogradnje površinskog zupčanika sa ugljeničnog čelika na 316L, dupleks 2205 ili super-dupleks 2507 na ≥60 ° C (140 ° F). Sonotrode titanijuma 5 i protočne ćelije legure 625 tolerišu ZnBr2 do 120 ° C (248 ° F).
Jasne halogene slane vode ostaju neophodne za kontrolu bunara pod visokim pritiskom i niskim oštećenjima. Ovladavanje hemijom soli, ultrazvukom velike snage, ublažavanjem korozije i upravljanjem životnom sredinom omogućava inženjerima da prilagode gustine od 1080 kg / m3 (9lb / gal) do 2400 kg / m3 (20lb / gal) uz pružanje najčistijeg mogućeg okruženja za bušenje.
Često postavljana pitanja: Vedro halogene slane otopine
Šta čini jasnu halogenidnu slanu vodu?
Ne suspendovane čvrste materije prelaze rastvorljivost, tako da je tečnost providna i može se filtrirati ispod 0,5 NTU. Sva težina dolazi od rastvorenih soli.
Koje soli su najčešće?
Natrijum hlorid, kalcijum hlorid, natrijum bromid, kalcijum bromid i cink bromid. Gustina je podešena mešanjem ovih u vodi.
Zašto izabrati bistre slane vode preko ponderisanog blata?
Oni ne ostavljaju filter kolač, minimiziraju oštećenje formiranja, lako prolaze kroz hardver za završetak i brzo dostignu sub-mikronsku filtraciju.
Zašto koristiti ultrazvuk za mešanje bistrih halogenih slanih voda?
Sonikacija značajno smanjuje vreme rastvaranja, omogućava mešanje ambijentalne temperature, skida kiseonik koji pokreće koroziju i proizvodi nisku zamućenost bez velikih mehaničkih mešalica.
Koji energetski intenzitet je tipičan za ultrazvuk?
Većina biljaka ispunjavaju specifikacije sa 0,3-0,5kVh po kubnom metru gotovog slanog rastvora. Tačna vrednost zavisi od vrste soli i ciljne gustine.
Kako se gustina kontroliše na lokaciji?
Suva so ili koncentrat se rastvara pod ultrazvukom, a zatim obrezan vodom. Inline denzitometri drže gustinu unutar ±2kg / m3 (±0.02lb / gal).
Da li su bistre slane vode korozivne?
Da. Hlorid i bromid uzrokuju lokalizovane rupice i koroziju. Operateri de-acurirati, dodati inhibitore, i koriste legure otporne na koroziju.
Može li se potrošene halogene slane vode reciklirati?
Da. Potrošene tečnosti se filtriraju, deoksigeniraju, prilagođavaju gustinu i ponovo koriste. Slane vode bogate cinkom mogu se podvrgnuti oporavku Zn pre odlaganja.
Koje temperature mogu ove slane vode podnijeti?
CaBr2 / CaCl2 mešavine ostaju bistre do cca. 150 ° C (302 ° F). ZnBr2 koncentrati ostaju čisti iznad 200 ° C (392 ° F), ali su veoma korozivni.
Koliko brzo ultrazvuk može rastvoriti so?
Industrijske jedinice smanjuju CaBr2 seriju od 4h (zagrejani rotor mikser) na približno 30min (ambijentalno) za 1700 kg / m3 halogene slane vode, štedeći gorivo i vreme bušotine.