|
33 осуществляли в танкере в течение 1 часа. Авторы работы обнаружили, что раствор скважин месторождения Отаки дает максимальное образование отложений кремнезема, если подается в трубопровод немедленно. После старения воды скорость роста отложений существенно снижалась. Химический состав проб сепарата в экспериментах Йанагесе Т. был таким (мг/л): Ыа' 846, К+ 105, Са24 9,9, М§2+ 0,025, Ре24 0,05, А13+ 0,09, ЬГ 4,50, Г 3,80, СГ 1219, 804 2' 214,0,11С03‘ -76,0, С03 2' 2,1, Вг 2,48, Г 0,25, рН = 8,4. Эффект влияния старения на скорость роста отложений на Отаки действительно проявился и был использован на станции для полного расхода воды, который составляет 400 т/час. По авторы работы предлагают спорное объяснение результатов экспериментов на Отаки. По их мнению, снижение скорости роста отложений вызвано тем, что ортокремиисвая кислота в начале реакции пол и конденсации имеет’ сильную способность к объединению. Поэтому способность к прилипанию ортокремниевой кислоты к затравкам на трубе также высока. После окончания поли конденсации формируются отдельные крупные частицы размером 0.3 мкм, способность прилипания которых гораздо меньше [64]. По на других гидротермальных месторождениях прием со старением не дал таких эффективных результатов, как на Отаки. Выводы 1. На современном этапе развития геотермальной энергетики существует необходимость разработки и реализации в условиях ГеоЭС технологии очистки гидротермального теплоносителя от кремнезема. Реализация технологии существенно повысит эффективность использования геотермальных ресурсов. На высокотемпературных месторождениях из всех типов твердых отложений — отложения аморфного кремнезема в тепл ©оборудовании и реинжекционных скважинах ГеоЭС представляют наибольшую трудность. Эта проблема проявилась на всех высокотемпературных гидротермальных месторождениях: в Ирландии, Мексике, США, Японии, Новой Зеландии, Италии, Филиппинах и др. 2. Реализация технологии очистки в условиях ГеоЭС позволит повысить рентабельность использования гидротермального теплоносителя за счет |
63 работы [80] в Повой Зеландии подкисление сепарата может быть экономически рентабельным методом контроля за скоростью роста отложений, если иметь ввиду, что показатель рН не слишком низок, чтобы началась коррозия. В работе Йанагесе и сотрудников сообщается об успешном применении старения сепарата на месторождении Отаки (Япония) [81]. Старение сепарата осуществляли в танкере в течение 1 часа. Авторы работы обнаружили, что раствор скважин месторождения Отаки дает максимальное образование отложений кремнезема, если подается в трубопровод немедленно. После старения воды скорость роста отложений существенно снижалась. Химический состав проб сепарата в экспериментах Йанагесе Т. был таким (мг/л): Ыа+846, К+105, Са2* 9.9, Ме2*0.025, Ре2* 0.05, А13*0.09, Ы4.50, Г 3.80, СГ1219, 504 2' 214.0, НС03‘ -76.0, СО,2' 2.1, Вг' 2.48, Г 0.25, р! 1 = 8.4. Свой вывод авторы работы сделали из спорных соображений, основанных на том, что толщина слоя отложений в трубопроводе протяженностью 4 км, по которому транспортировался сепарат, постепенно снижалась вдоль длины трубопровода от входа к выходу [81]. По нашему мнению, из этого наблюдения не следует, что скорость роста отложений обязательно должна уменьшаться по мере старения сепарата. Тем не менее, эффект влияния старения на скорость роста отложений на Отаки действительно проявился и был использован на станции для полного расхода воды, который составляет 400 т/час. Отложения в трубопроводе станции Отаки представляли большей частью аморфный диоксид кремния ЗЮ2 с небольшой долей альфа-кварца. Доля алюминия и железа в составе отложений на входе в трубопровод была выше, чем на выходе. Отношение А12Оз/ЗЮ2 на входе достигало 0.0588. Снимки на электронном микроскопе показали, что отложения составлены из агрегатов частиц размером 0.3 мкм, причем форма агрегатов изменялась от входа к выходу трубопровода. Процесс полимеризации кремнезема завершался в течение 1 ч, размер коллоидных частиц, формирующихся при полимеризации составлял 0.3 мкм [81]. Для изучения влияния старения был сделан модельный танкер шириной и длиной 1.8 м, высотой 0.9 м, внутреннее пространство которого было разделе •но перегородками на 20 ячеек. Раствор поступал в танкер по входной трубе и проходил переливом из одной ячейки в другую. Расход составлял 3 т/час. Было обнаружено, что после старения раствора в модельном танкере отношение скорости роста отложений кремнезема во входной трубе к скорости роста в выходной трубе составляло 10:1. Если раствор подвергали дополнительно интенсивному перемешиванию мешалкой мощностью I НР = 736 Вт, то это отношение возростало до 50:1 и 100:1. Выяснилось, что скорость роста отложений при смешении растворов различных скважин возростала, но старение проявило себя эффективным приемом снижения скорости роста и в этом случае [81]. После успешного испытания модельного танкера было сделано оборудование для старения всего расхода раствора на Отаки. Оборудование было выполнено в виде двух танкеров. В первом танкере раствор подвергали интенсивному перемешиванию двумя мешалками мощностью 5 НР = 3680 Вт и затем подавали во второй танкер, где производили старение в течение 1 ч. Внутреннее пространство танкера для старения было разделено 20 ячейками. Длина танкера составляла 27 м, ширина -8 м, высота 3 м. Размеры ячейки были такими: ширина 4 м, длина 2.7 м, высота 3 м. Старение сепарата на Отаки привело к существенному снижению скорости роста отложений в трубопроводе. Авторы работы предоагают спорное объяснение результатов экспериментов на Отаки. По их мнению, снижение скорости роста отложений вызвано тем, что мономерный кремнезем в начале реакции полимеризации имеет сильную способность к объединению. Поэтому способность к прилипанию мономерного кремнезема к затравкам на трубе также высока. После окончания полимеризации формируются отдельные крупные частицы размером 0.3 мкм, способность прилипания которых гораздо меньше [81]. Но на других гидротермальных месторождениях прием со старением не дал таких эффективных результатов, как на Отаки. 84 [105]. Подкисление сепарата можно проводить по способу Джуна Изуми серной кислотой, произведенной из сероводорода Н28 газовой фазы гидротермального теплоносителя [106]. В отдельных случаях снижение скорости роста твердых отложений достигается ингибированием реакции полимеризации. Кавазое Санаэ предложил ингибировать реакцию полимеризации в гидротермальном растворе добавлением полиэтиленгликоля в количестве от 10 до 1000 мг/кг [107]. Наиболее эффективным является добавление 50-500 мг/кг этиленгликоля, что обеспечивает отсутствие коллоидных частиц и стабильное существование раствора, пересыщенного по мономерному кремнезему. Необычное решение для снижения скорости роста твердых отложений кремнезема в реинжекционных скважинах и теплооборудовании ГеоТЭС предложили Леон Авербух и Альфред Н. Роджерс [108]. В соответствии с формулой изобретения отработанный сепарат после извлечения энергии и минеральной составляющей нагревается перед реинжекцией за счет использования определенной части энергии гидротермального пара после чего пересыщение сепарата по аморфному кремнезему снижается и твердые отложения на входе в реинжекционную скважину перестают формироваться. Выводы 1. Па современном этапе развития геотермальной энергетики существует необходимость разработки и реализации в условиях ГеоТЭС технологии извлечения химических соединений из многокомпонентного гидротермального теплоносителя. Извлечение из теплоносителя химических соединений в утилизуемой форме обеспечит существенное повышение эффективности использования геотермальных ресурсов. 2. Извлечение химических соединений из жидкой фазы гидротермального теплоносителя тесно связано с проблемой твердых отложений. На высокотемпературных месторождениях из всех типов твердых отложений отложения аморфного кремнезема в теплообрудовании и реинжекционных скважинах ГеоТЭС представляют наибольшую трудность. Эта проблема проявилась практически на всех высокотемпературных гидротермальных месторождениях: в |