|
83 2. В пробах гидротермального раствора скважин Мутновского месторождения проведены эксперименты по фотонной корреляционной спектроскопии (ФКС). Установлено, что монохроматический лазерный свет рассеивается в пробах раствора на частицах коллоидных размеров. При 20°С определено распределение коллоидных частиц кремнезема по размерам. Средний гидродинамический радиус Кь частиц находится в пределах от 7,2 до 19 нм, наиболее вероятный радиус Кр0уот 7,2 до 34 нм, коэффициент диффузии Эь= (1,1-2,9)-1 О*7 см2/с. 3. Выполнены экспериментальные и теоретические исследования массопереноса коллоидных частиц кремнезема в потоке гидротермального раствора. В ходе эксперимента с теплообменником установлена скорость роста твердых отложений кремнезема при 96°С (0,75 2)* I О"5 г/см2-мин. На основе модели Джеймисона для массопереноса коллоидных частиц в потоке жидкости составлена программа 81ГОЕР.ГОК и выполнены расчеты скорости роста твердых отложений кремнезема при различных гидродинамических условиях в потоке: температуре, вязкости, массовом расходе воды, диаметре труб и радиусе частиц. Сопоставление результатов расчета с экспериментальным значением скорости роста отложений позволило установить радиус первичных частиц в нсполимеризованном растворе: К. = 0,5-1,5 нм. Сделан прогноз скорости роста твердых отложений в реипжекционных скважинах ВерхнеМутновской ГеоЭС при различных значениях расхода и температуры сепарата. 4. Различными методами были изучены физико-химические характеристики твердых отложений со скважин и теплооборудования Верхне-Мутновской и Мутновской ГеоЭС. В отличие от образцов коррозии большинство образцов твердых отложений имело высокую долю диоксида кремния 8Ю2 в своем составе до 85-99 вес. %. Согласно спектрам рентгенофазового анализа образцы твердых отложений представляют собой аморфный материал с •%/ небольшой долей кварца (0,1-1,2 вес. %) и других минералов. По своим термохимическим свойствам твердые отложения близки к опалу, на что указывают геометрические особенности ДТА-кривых. ИК-спектры твердых отложений по расположению основных пиков и соотношению их |
экспериментальных исследований, выполненных на основе предложенной методики, для решения следующих задач: 1. прогноз участков теплотехнической схемы, на которых достигается пересыщение раствора и вероятно появление отложений аморфного кремнезема; 2. прогноз величины газосодержания и концентрации газов при разделении двухфазного теплоносителя в сепараторе; 3. определение расхода реагентов для химической обработки раствора типа подкисление и подщелачивание с целью замедления скорости роста твердых отложений кремнезема в рсинжскционных скважинах и тепл ©оборудовании. Выводы 1. В пересыщенном растворе сепарата скважин Мутновского месторождения развивается реакция полимеризации мономерного кремнезема с образованием коллоидных частиц. При постоянном общем содержании кремнезема пересыщение Зт по мономерному кремнезему убывает с течением времени 1Р экспоненциально. Порядок пр реакции полимеризации при естественном рН = 8.0-9.4 равен 1.0, константа скорости реакции полимеризации при 20°С кр= 0.495 ч'1, характерное время полимеризации тр= 1.98 2.06 ч. Подкисление раствора до рН = 7.0 приводило к сильному снижению константы скорости полимеризации и изменению зависимости 8т(1р). При снижении рН до 5.0 наблюдалось ингибирование реакции полимеризации. С помощью модели Флеминга рассчитаны константы скорости полимеризации при повышенной температуре. 2. В пробах гидротермального раствора скважин Мутновского месторождения, полимеризовавшегося при повышенной температуре 50-100°С, проведены эксперименты по фотонной корреляционной спектроскопии (ФКС). Установлено, что монохроматический лазерный свет рассеивается в пробах раствора на частицах коллоидных размеров. При 20°С определено распределение коллоидных частиц кремнезема по размерам. Средний гидродинамический радиус Кь частиц находится в пределах от 7.2 до 19 нм, наиболее вероятный радиус от 7.2 до 34 нм, коэффициент диффузии = (1.1 -2.9)* 10’7 см2/с. 155 3. Методом ФКС обнаружено, что осаждение коллоидного кремнезема при малом расходе катионов-коагулянтов приводит к агрегации частиц, увеличению их среднего радиуса, резкому сужению распределения частиц по размерам и росту интенсивности рассеянного света. При высоком расходе катионов большая часть крупных коллоидных частиц осаждается из раствора, следствием чего является уменьшение их среднего радиуса и снижение интенсивности рассеянного излучения. 4. Выполнены экспериментальные и теоретические исследования массопереноса коллоидных частиц кремнезема в потоке гидротермального раствора. В ходе эксперимента с теплообменником установлена скорость роста твердых отложений кремнезема при 96°С (0.75 2)-10'5 г/см2 мин. На основе модели Джеймисона для массопереноса коллоидных частиц в потоке жидкости составлена программа $1ЬОЕР.РОЯ и выполнены расчеты скорости роста твердых отложений кремнезема при различных гидродинамических условиях в потоке: температуре, вязкости, массовом расходе воды, диаметре труб и радиусе частиц. Сопоставление результатов расчета с экспериментальным значением скорости роста отложений позволило установить радиус первичных частиц в неполимеризованном растворе: К = 0.5-1.5 нм. Сделан прогноз скорости роста твердых отложений в реинжекционных скважинах Верхне-Мутновской ГеоЭС при различных значениях расхода и температуры сепарата. 5. Различными методами были изучены физико-химические характеристики твердых отложений со скважин и теплооборудования Верхне-Мутновской и Мутновской ГеоЭС. В отличие от образцов коррозии большинство образцов твердых отложений имело высокую долю диоксида кремния в своем составе до 85-99 вес. %. Согласно спектрам рентгенофазового анализа образцы твердых отложений представляют собой аморфный материал с небольшой долей кварца (0.1-1.2 вес. %) и других минералов. По своим термохимическим свойствам твердые отложения близки к опалу, на что указывают геометрические особенности ДТА-кривых. ИК-спектры твердых отложений по расположению основных пиков и соотношению их интенсивностей также похожи на |