|
31 Браун, Дансталл и Зипфель исследовали влияние гидродинамических условий обтекания поверхности и размера коллоидных частиц на скорость роста твердых отложений [46]. Ими была испытана пилотная установка для измерения скорости роста твердых отложений из потока гидротермального сепарата на пластинах и вертикальных цилиндрах диаметром 25 мм. Размер частиц варьировали температурой сепарата, при которой проходила нуклеация и поликонденсация ортокремниевой кислоты. Эксперименты показали, что отложения на пластинах слабо зависели от гидродинамических условий в потоке и, по мнению авторов, определялись влиянием бактерий [46]. Напротив, отложения па цилиндрах сильно изменялись в зависимости от размера частиц: чем больше был диаметр частиц, тем больше было количество отложений. Увеличение скорости потока не привело к увеличению скорости отложения. Поэтому авторы сделали вывод, что диффузия частиц, которая происходит быстрее у частиц меньшего размера и должна увеличиться при увеличении скорости потока и уменьшении толщины пограничного слоя, не являлась решающим фактором в их экспериментах [46]. В отдельном изучении нуждается процесс осаждения кремнезема в трещиновато-пористой среде реинжекционных слоев, в которые проводится обратная закачка сепарата. Мрозжек из Института геологических и ядерных исследований совместно с Уайтом и Грэхэмом из Института индустриальных исследований выполнили измерения скорости осаждения кремнезема из потока сепарата на месторождении Вайракей (Новая Зеландия) [47]. Геологическую среду реинжекиионного слоя моделировал слой сферических частиц циркония 7л02 размером 2 мм, уложенных в трубах диаметром 25 мм. В трубы поступал раствор, не подвергавшийся старению, с содержанием кремнезема около 550 мг/л. Продолжительность эксперимента составляла 1 месяц. Температуру раствора изменяли в пределах от 70 до 130°С пропусканием через теплообменник, расход раствора был 0,002-0,02 кг/с. При температуре 80-129°С скорость отложения ортокремниевой кислоты была 12 мг/см2*год и не зависела |
32 твердых отложений [63]. Ими была испытана пилотная установка для измерения скорости роста твердых отложений из потока гидротермального сепарата на пластинах и вертикальных цилиндрах диаметром 25 мм. Размер частиц варьировали температурой сепарата, при которой проходила нуклеация и полимеризация мономерного кремнезема. Эксперименты показали, что отложения на пластинах слабо зависели от гиродинамических условий в потоке и, по мнению авторов, определялись влиянием бактерий [63]. Напротив, отложения на цилиндрах сильно изменялись в зависимости от размера частиц: чем больше был диаметр частиц, тем больше было количество отложений. Увеличение скорости не привело к увеличению скорости отложения. Поэтому авторы сделали вывод, что диффузия частиц, которая происходит быстрее у частиц меньшего размера и должна увеличиться при увеличении скорости потока и уменьшении толщины пограничного слоя, не являлась решающим фактором в их экспериментах [63]. Размер частиц в экспериментах с цилиндрами принимал значения 120, 70 и 15 нм, скорость потока имела два значения: высокое 2.5 м/с и низкое 1.0 м/с. Главный механизм массопереноса частиц через пограничный слой вблизи поверхности цилиндров инерционный. Способность инерционного проникновения через пограничный слой определяется импульсом частицы, т.е. произведением массы частицы на скорость броуновского движения. Так как масса частицы пропорциональна кубу диаметра, а скорость обратно пропорциональна квадратному корню из массы, массивные частицы, по предположению авторов, легче проникали через пограничный слой и обуславливали большую скорость отложения [63]. В отдельном изучении нуждается процесс осаждения кремнезема в трещиновато-пористой среде реинжекционных слоев, в которые проводится обратная закачка сепарата. Мрозжек из Института геологических и ядерных исследований совместно с Уайтом и Грэхэмом из Института индустриальных исследований выполнили измерения скорости осаждения кремнезема из потока сепарата на месторождении Вайракей (Новая Зеландия) [64]. Геологическую среду реинжекционного слоя моделировал слой сферических чатиц циркония 33 2Ю2 размером 2 мм, уложенных в трубах диаметром 25 мм. В трубы поступал раствор, не подвергавшийся старению, с содержанием кремнезема около 550 мг/л. Продолжительность эксперимента составляла 1 месяц. Температуру раствора изменяли в пределах от 70 до 130°С пропусканием через теплообменник, расход раствора был 0.002-0.02 кг/с. При температуре 80-129°С скорость отложения мономерного кремнезема была 12 мг/см2 год и не зависела от расхода воды, при 71°С скорость оказалась выше 23 мг/см2-год и была пропорциональна расходу. Таблица 1.2 Химический состав сепарата скважин месторождения Монте-Амиата. Компонент, мг/л РС-33, мг/л РС-34, мг/л РС-35, мг/л рН (20°С) 6.01 7.32 8.53 а, мкСм/см 8000 7210 5060 128 16.9 0.96 <0.5 <0.5 0.019 Ыа+ 1977 1684 1070 к* 558 430 101 СГ 4135 3498 1160 80^ 25.8 3.2 5.6 Н3В03 41904 9082 3920 т4 + 439 ... 99 123 8Ю2 700 1040 820 и* 21.9 26.8 11 кь+ 2.06 2.2 0.35 с$+ 0.71 1.19 0.7 8г+ 2.4 0.6 0.25 Вг* 8.4 9.2 2.0 Г 4.1 3.6 1.4 Аз (сумма) 114 34.4 3.4 А1 (сумма) 0.31 1.0 1.1 Ре (сумма) 1.6 <0.05 0.01 8Ь (сумма) 10.3 34.0 11.3 |