Ultratovush bilan ishlov berish orqali tiniq galogenidli shoʻr eritmalar tayyorlash
Tiniq galogenidli shoʻr eritmalarda keng qoʻllaniladigan galogenid tuzlari va aralashmalar tarkibi
| Tuz | 20°C dagi maksimal zichlik (kg/m3) | 68°F dagi maksimal zichlik (lb/gal) |
|---|---|---|
| Natriy xlorid (NaCl) | 1200 | 10,0 |
| Kalsiy xlorid (CaCl2) | 1430 | 11,9 |
| Natriy bromid (NaBr) | 1520 | 12,7 |
| Kalsiy bromid (CaBr2) | 1700 | 14,2 |
| Rux bromid (ZnBr2) | 2400 | 20,0 |
Oraliq zichliklar aralashtirish orqali olinadi. CaBr2 ning ZnBr2 ga 60:40 massa nisbati kristallanish haroratini 4°C (39°F) dan past saqlagan holda taxminan 2070 kg/m3 (17,3lb/gal) zichlikni beradi.
Asosiy ekspluatatsion xususiyatlar
- Filtr qatlami hosil boʻlmaydi: Gidrostatik bosim eritmaning haqiqiy zichligi hisobiga yuzaga keladi.
- Gilning shishishini bostirish: Ca2+ va Zn2+ slanetsning shishishi va disperslanishini bostiradi.
- Optik tiniqlik: Tiniq galogenidli shoʻr eritmalar ishonchli filtrlash, oqim liniyasida zarrachalarni sanash va gamma nurlari yordamida kuzatish imkonini beradi.
Suyuqlik tarkibini loyihalashda hisobga olinadigan omillar
Loyihalash maqsadli zichlikdan boshlanadi, soʻng kristallanishgacha boʻlgan harorat zaxirasi, qatlam bilan moslik va korroziya tekshiriladi. Ruxga boy shoʻr eritmalar eng yuqori zichlikni beradi, biroq yaxshilangan metall materiallar va ingibitorlar majmualarini talab qiladi.
Galogenidli shoʻr eritmalarni aralashtirish va sifatini nazorat qilish
Tiniq galogenidli shoʻr eritmalarni tayyorlashda tuzlarning erishi qattiq jism va suyuqlik chegarasidagi massa almashinuvi bilan cheklanadi. Yuqori quvvatli ultratovush bilan ishlov berish mayda zarrachalarni disperslash va diffuziya qatlamlarini buzish orqali partiyani tayyorlash vaqtini qisqartiradi. Quduqni yakuniy jihozlash uchun talab etiladigan sifatdagi shoʻr eritmalar loyqaligi 0,4 NTU dan past boʻlishi uchun 1–2 µm li kartrijlardan oʻtkaziladi.
Tiniq galogenidli shoʻr eritmalarga yuqori quvvatli ultratovush bilan ishlov berish
Tebranuvchi sonotrod hosil qiladigan akustik kavitatsiya erish, gazsizlantirish va qoʻshimchalarni disperslashni sezilarli darajada tezlashtiradi. Pufakchalarning ichkariga qulab soʻnishi mikrooqimlar va zarba frontlarini hosil qiladi; ular tuz yuzalarini tozalaydi, aglomeratlarni parchalaydi va atrof-muhit haroratida yangi suyuqlikni chegaraviy qatlam orqali oʻtkazadi.
Oʻlchangan samaradorlik oʻsishi
15m3 hajmdagi kalsiy bromidli shoʻr eritma partiyasiga oid dala maʼlumotlari (maqsadli zichlik ≈ 1700 kg/m3 yoki 14,2lb/gal) yuqori quvvatli ultratovush erishni atrof-muhitning 25°C (77°F) haroratida taxminan 25 daqiqada yakunlashini koʻrsatadi. Xuddi shu ish bugʻ bilan isitiladigan, yuqoridan oʻrnatilgan parrakli aralashtirgich yordamida 60°C (140°F) da qariyb toʻrt soat talab qilgan. Harorat pastroq boʻlishiga qaramay, ultratovushli usul tayyor suyuqlikning har bir kub metri uchun atigi 0,3–0,5 kWh elektr energiyasi sarflagan va baribir 0,4 NTU dan past loyqalikni taʼminlagan. Kavitatsiya suyuqlikka qoʻshilib qolgan gazni ham chiqaradi. Qayta aylantirish konturidagi erigan kislorod miqdori bir marta oʻtkazilgandan soʻng sezilarli darajada kamaygan, bu esa korroziya ingibitorlarining samaraliroq ishlashiga imkon bergan.
Oqim liniyasida va partiyali ultratovush bilan ishlov berishni taqqoslash
Amaliyotga joriy etishning ikki usuli keng tarqalgan boʻlib, har biri oʻziga xos ekspluatatsion ehtiyojga xizmat qiladi.
Mavjud tizimga qoʻshiladigan partiyali aylanish konturi
Mavjud tizimga qoʻshiladigan partiyali aylanish konturi konfiguratsiyasida mavjud aralashtirish baki oqim tebranishlarini qoplash hajmini, isitish zmeeviklarini va uzatish nasosi uchun soʻrish manbasini taʼminlashda davom etadi. Botirilgan quvur qisman erigan shoʻr eritmani bak tubidan tortib oladi va ultratovushli blokka kirayotgan suyuqlikda erimagan qattiq zarrachalar konsentratsiyasi eng yuqori boʻlishini taʼminlaydi. Keyin nasos oqimni taxminan 2barg (30psig) bosimda oqim liniyasidagi ultratovushli oqim hujayrasi reaktoriga uzatadi. Hujayra ichida kaskatrod kuchli kavitatsiya zonasini hosil qiladi. Qoldiq kristallarni eritish uchun taxminan 0,5 soniyalik turish vaqti yetarli. Oqim boʻylab bevosita keyin oʻrnatilgan zichlik oʻlchagich quruq xomashyoni uzatuvchi shnekli konveyerning uzatishini cheklaydigan PID boshqaruv konturiga maʼlumot beradi. Kerakli holatga keltirilgan shoʻr eritma bakka qaytadi. Ultratovushli siljish kuchlari chegaraviy qatlamlarni uzluksiz buzib turishi sababli suyuqlikning umumiy haroratini oshirmasdan partiyani tayyorlashning umumiy vaqti soatlardan oʻnlab daqiqalarga qisqaradi va mavjud tizimga qoʻshish uchun faqat ikkita flanesli ulanish talab qilinadi.
Toʻliq oqim liniyasida ishlaydigan tizim
Toʻliq oqim liniyasida ishlaydigan tizim dengiz platformalari va quruqlikdagi burgʻilash qurilmalari uchun optimallashtirilgan. Bunda aralashtirish baki butunlay yoʻqoladi. Suv yoki qayta ishlatiladigan filtrat quruq tuzlarni bevosita ultratovushli reaktorga meʼyorlab uzatadigan shnekli taʼminlagich bilan birlashtiriladi. Oqim ultratovushli oqim hujayrasidan chiqishiga kelib erish va gazni chiqarish amalda yakunlangan boʻladi. U yerdan suyuqlik bevosita burgʻilash eritmasi nasoslariga yoki quduqni yakuniy jihozlash uchun shoʻr eritma kollektoriga boradi. Bunday ulab ishga tushiriladigan blok burgʻilash ishlariga masʼul rahbarga issiq aralashtiriladigan partiyali baklarga xos issiqlik kechikishi yoki kristallanish xavflarisiz gidrostatik bosimni real vaqtda boshqarish imkonini berishi mumkin.
Energiya tejalishi va emissiyalarning kamayishi
50m3 hajmli qurilmada bugʻ bilan isitishni bekor qilish har bir partiya uchun 350kWh gacha yoqilgʻi energiyasini tejaydi va 70kg gacha CO2 emissiyalarining oldini oladi.
Gazsizlantirish va korroziyani nazorat qilish
Kavitatsiya shoʻr eritmaga qoʻshilib qolgan gazni chiqarib yuboradi. Kislorod miqdorining kamayishi chuqurchali yemirilish va korroziyani sekinlashtiradi. Koʻpincha dala sharoitidagi sinov plastinkalari ultratovush yordamida gazsizlantirilgan shoʻr eritmalardan foydalanilganda ingibitorning bir xil dozasi bilan korroziya oʻn baravar kam boʻlishini koʻrsatadi.
Qoʻshimchalarni disperslash
Ultratovush bilan ishlov berish odatiy parrakli aralashtirish oʻrnini egallaganda, plyonka hosil qiluvchi aminlar, moylovchi moddalar va mikronlashtirilgan ogʻirlashtiruvchi qattiq zarrachalar zarracha oʻlchamlarining torroq taqsimotiga va reologik koʻrsatkichlar oʻzgaruvchanligining 30% gacha kamayishiga erishadi.
Korroziya va materiallarni tanlash
Xlorid va bromidning yuqori miqdori chuqurchali yemirilish va korroziyani kuchaytiradi. Shoʻr eritmalar odatda havosizlantirilgan (kislorod 10ppb dan past) va plyonka hosil qiluvchi aminlar qoʻshilgan holda yetkazib beriladi. ≥60°C (140°F) da yer usti uskunalarining materiali uglerodli poʻlatdan 316L, dupleks 2205 yoki superdupleks 2507 ga almashtiriladi. Titanium Grade 5 sonotrodlari va Alloy 625 oqim hujayralari 120°C (248°F) gacha boʻlgan haroratda ZnBr2 taʼsiriga bardosh beradi.
Tiniq galogenidli shoʻr eritmalar yuqori bosimli, kam zarar yetkazuvchi quduq nazorati uchun ajralmas vosita boʻlib qolmoqda. Tuzlar kimyosi, yuqori quvvatli ultratovush, korroziyani kamaytirish va atrof-muhitga masʼuliyatli munosabatni puxta egallash muhandislarga quduq ichida imkon qadar eng toza muhitni taʼminlagan holda zichlikni 1080 kg/m3 (9lb/gal) dan 2400 kg/m3 (20lb/gal) gacha moslashtirish imkonini beradi.
Koʻp beriladigan savollar: tiniq galogenidli shoʻr eritmalar
Galogenidli shoʻr eritmani nima tiniq qiladi?
Hech bir muallaq qattiq zarracha eruvchanlik chegarasidan oshmaydi, shuning uchun suyuqlik shaffof boʻlib, loyqaligi 0,5 NTU dan past boʻlguncha filtrlanishi mumkin. Barcha ogʻirlik erigan tuzlar hisobiga hosil boʻladi.
Qaysi tuzlar eng koʻp qoʻllaniladi?
Natriy xlorid, kalsiy xlorid, natriy bromid, kalsiy bromid va rux bromid. Zichlik ularni suvda aralashtirish orqali sozlanadi.
Nima uchun ogʻirlashtirilgan burgʻilash eritmasi oʻrniga tiniq shoʻr eritmalarni tanlash kerak?
Ular filtr qatlami qoldirmaydi, qatlamga yetkaziladigan zararni eng kam darajaga tushiradi, quduqni yakuniy jihozlash uskunalaridan oson oʻtadi va tezda submikron darajadagi filtrlashga erishadi.
Nima uchun tiniq galogenidli shoʻr eritmalarni aralashtirishda ultratovushdan foydalanish kerak?
Ultratovush bilan ishlov berish erish vaqtini sezilarli darajada qisqartiradi, atrof-muhit haroratida aralashtirish imkonini beradi, korroziyaga sabab boʻladigan kislorodni chiqaradi va yirik mexanik aralashtirgichlarsiz past loyqalikni taʼminlaydi.
Ultratovush bilan ishlov berish uchun odatiy solishtirma energiya sarfi qancha?
Aksariyat qurilmalar tayyor shoʻr eritmaning har bir kub metri uchun 0,3–0,5kWh sarflab texnik talablarga erishadi. Aniq qiymat tuz turi va maqsadli zichlikka bogʻliq.
Ish joyida zichlik qanday nazorat qilinadi?
Quruq tuz yoki konsentrat ultratovush bilan ishlov berish orqali eritiladi, soʻng suv bilan aniq sozlanadi. Oqim liniyasidagi zichlik oʻlchagichlar zichlikni ±2kg/m3 (±0,02lb/gal) chegarasida ushlab turadi.
Tiniq shoʻr eritmalar korroziyaga sabab boʻladimi?
Ha. Xlorid va bromid mahalliy chuqurchali yemirilish va korroziyaga sabab boʻladi. Operatorlar havosizlantiradi, ingibitorlar qoʻshadi va korroziyaga chidamli qotishmalardan foydalanadi.
Ishlatilgan galogenidli shoʻr eritmalarni qayta ishlash mumkinmi?
Ha. Ishlatilgan suyuqliklar filtrlanadi, kisloroddan tozalanadi, zichligi sozlanadi va qayta ishlatiladi. Ruxga boy shoʻr eritmalar utilizatsiyadan oldin Zn ni ajratib olish jarayonidan oʻtkazilishi mumkin.
Bu shoʻr eritmalar qanday haroratlarga bardosh bera oladi?
CaBr2/CaCl2 aralashmalari taxminan 150°C (302°F) gacha tiniq qoladi. ZnBr2 konsentratlari 200°C (392°F) dan yuqorida ham tiniq qoladi, biroq juda kuchli korroziyaga sabab boʻladi.
Ultratovush tuzni qanchalik tez eritishi mumkin?
Sanoat qurilmalari 1700 kg/m3 zichlikdagi galogenidli shoʻr eritma uchun CaBr2 partiyasini tayyorlash vaqtini 4h dan (isitiladigan parrakli aralashtirgich) taxminan 30min gacha (atrof-muhit haroratida) qisqartirib, yoqilgʻi va burgʻilash qurilmasining ish vaqtini tejaydi.