|
55 характеризовалось вторым максимумом, а радиусы частиц имели значения К& = 100 нм, Кр0У = 101 нм. Такое отличие результатов измерений объяснялось присутствием в воде частиц пыли с размерами порядка 0,2-1,2 мкм и более. В пробе 0\У5, представляющей собой результат обработки пробы С\У1 гашеной известью при расходе СаО 60 мг/л с добавлением свежеосажденных хлопьев при температуре 20°С и остаточной концентрацией С{ кремнезема 81О2 190 мг/л, не было накопления сигнала. Относительная интенсивность •) рассеянного света составляла всего 1РС= 4,6-10“ (табл. 2.5). Обработка раствора известью в таком режиме приводила к практически полному осаждению коллоидного кремнезема. В пробе 0\У6, полученной в результате обработки известью пробы 0\У1 при повышенной температуре 96°С и расходе СаО 300 мг/л, остаточная концентрация С{ была 377 мг/л, что соответствовало удалению практически всего коллоидного кремнезема при температуре обработки. Накопление сигнала в пробе С\У6 было также слабым 1рС~ 3,9-102, а величины радиусов частиц были К,, = 2 им, Нр0У = 5 нм (табл. 2.5). При такой глубокой обработке коагулянтом почти все крупные частицы исчезли из раствора, и средний размер частиц значительно уменьшился. 2.4. Массопсренос коллоидных частиц кремнезема в водном потоке и механизма их осаждении на поверхность канала. Для определения скорости роста твердых отложений кремнезема, возникших в результате массопереноса коллоидных частиц в водном потоке, испытан стенд теплообменника [91]. Через теплообменник проходил сепарат скважины 014 Мутновского месторождения. Установка состояла из последовательности 10 секций длиной 1,95 м каждая типа “труба в трубе”, расположенных параллельно и соединенных вставками (рис. 2.5). Расход горячего раствора в трубах меньшего диаметра поддерживался в пределах 1560 л/ч, расход холодного в межтрубном пространстве 100-400 л/ч. |
Распределение частиц по размерам на рис.2.5 имеет максимум в районе Кр01У= 7.2 ± 0.3 нм, коэффициент диффузии Оь=2.9-Ю'7± 1.20*10'8 см2/с. Результаты, представленные на рис. 2.5, показали, что монохроматический лазерный свет, проходящий через гидротермальный раствор, рассеивается на частицах коллоидных размеров. Основная доля частиц имеет размеры в диапазоне К = 1.30-22.18 нм. В пробах сепарата О XVI, С\У2, 0\УЗ и ОШ4 с общим содержанием кремнезема С{ = 652-665.6 мг/кг, отобранных также из трубопровода обратной закачки Верхне-Мутновской ГеоЭС, после фильтрования через фильтр с диаметром пор 0.22 мкм величины характерных радиусов частиц оказались равными Кь = 11-12 нм, КроУ= 11 нм (рис. 2.6). В пробе ОХУ7, отобранной со скважины 014 Мутновского месторождения и имевшей общее содержание С1 кремнезема на уровне 775-820 мг/кг, после фильтрования через фильтр с диаметром пор 0.22 мкм средние размеры частиц оказались равными Кь= 10 нм, КроУ= 16 нм. Фильтрование пробы 0\У7 через фильтр с порами большего размера 1.2 мкм приводило к увеличению средних размеров частиц до значений К* = 19-26-38 нм, Кр^у = 34-70-102 нм (пробы ОXV18, 0^8, ОХУ9, таблица 2.5, рис. 2.7). Измерение размеров частиц в пробе 0\У7 без фильтра дало результаты: = 30 нм, Кр0У = 70 нм (проба ОХУ 17, табл. 2.5). В некоторых нефильтрованных аликвотах распределение частиц по размерам характеризовалось вторым максимумом, а радиусы частиц имели значения Кн = 100 нм, Кр„у= 104 нм. Такое отличие результатов измерений объяснялось присутствием в воде частиц пыли с размерами порядка 0.2-1.2 мкм и более. В пробе ОХУ5, представляющей собой результат обработки пробы СХУ1 гашеной известью при расходе СаО 60 мг/кг с добавлением свежеосажденных хлопьев при температуре 20°С, с остаточной концентрацией С, кремнезема $Ю2 190 мг/кг, не было накопления сигнала. Относительная интенсивность рассеянЛ ного света составляла всего 1гс = 4.6-10 (табл. 2.5). Обработка раствора известью в таком режиме приводила к практически полному осаждению коллоидного кремнезема. В пробе 0\У6, полученной в результате обработки известью пробы 0^1 при повышенной температуре 96°С и расходе СаО 300 мг/кг, остаточная концентрация С, была 377 мг/кг, что соответствовало удалению практически всего коллоидного кремнезема при температуре обработки. Накопление сигнала в пробе 0\\'6 было также слабым 1ЕС = 3.9-102, а величины радиусов частиц были Кь= 2 нм, Кро!у= 5 нм (табл. 2.5). При такой глубокой обработке коагулянтом почти все крупные частицы исчезли из раствора, и средний размер частиц значительно уменьшился. В пробе 0\УЮ, полученной неглубокой обработкой пробы 0\У7 электрокоагуляцией на алюминиевых электродах при силе тока I = 0.5 А, плотности тока] = 37.5 А/м2 и длительности обработки 1ЕТ = 5 мин, с остаточной концентрацией С(= 667 мг/кг, радиусы частиц оказались следующими: К.ь = 74 нм, КроУ = 70 нм (рис. 2.8). В пробе 0\У1 1, обработанной в том же режиме, что и проба 0\УЮ, в течение 15 мин, с остаточной концентрацией Се = 596 мг/кг радиусы частиц изменились до значений: Кн = 111 нм, КроУ = 147 нм. Таким образом, обработка электрокоагуляцией в подобном режиме в течение 5 и 15 мин приводила к сужению функции распределения частиц по размерам за счет агрегации мелких частиц. Следствием был резкий рост интенсивности рассеянного света (табл. 2.5). Дальнейшая обработка раствора электрокоагуляцией при силе тока 0.5 А и длительности 17.5-30 мин приводила к значительному осаждению коллоидного кремнезема и исчезновению коллоидных частиц: проба 0\У12 !ст = 17.5 мин, С,= 504 мг/кг, 0\У13 1ЕТ = 20.0 мин, С, = 419 мг/кг, 0\У14 1ЕТ = 22.5 мин, С,= 362.5 мг/кг, 0\У15 1ЕТ= 25.0 мин, Сг = 289.0 мг/кг, САУ16 1ЕТ= 27.5 мин, С{ = 185.0 мг/кг. Поэтому при измерениях методом ФКС в указанных пробах регистрировалась слабая интенсивность рассеянного света и не было накопления сигнала. Обработка пробы 0\У7 электрокоагуляцией в режиме I = 1.0 А и ) = 75 А/м2 в течение 10-15 мин также приводила к сильному снижению концентрации коллоидного кремнезема, снижению интенсивности рассеянного света и отсут ствию накопления сигнала: 0^19 !ет = 10.0 мин, С*= 537.5 мг/кг, С\У20(ЕТ = 12.5 мин, Сс= 342.2 мг/кг (табл. 2.5). 2.3. Исследование массопереноса коллоидных частиц кремнезема в турбулентном водном потоке и механизма их осаждения на поверхность канала. Для определения скорости роста твердых отложений кремнезема, возникших в результате массопереноса коллоидных частиц в водном потоке, испытан стенд теплообменника [139]. Через теплообменник проходил сепарат скважины 014 Мутновского месторождения. Установка состояла из последовательности 10 секций длиной 1.95 м каждая типа “труба в трубе”, расположенных параллельно и соединенных вставками (рис. 2.9). Расход горячего раствора в трубах меньшего диаметра поддерживался в пределах 15-60 л/ч, расход холодного в межтрубном пространстве 100-400 л/ч. По внутренним трубам диаметром 14 мм подавался сепарат с начальной температурой 120-140°С из сепаратора, установленного на скважине 014. В межтрубное пространство между наружной трубой диаметром 37 мм и внутренней диаметром 14 мм подавался раствор температурой 90-95°С, полученный пропусканием сепарата через вихревой сепаратор, где давление сбрасывалось до атмосферного. Общее содержание кремнезема 8 Юг достигало 810 мг/кг, пересыщение по коллоидному кремнезему в холодном растворе было 430 мг/кг, в * горячем 240 мг/кг. На внутренней поверхности вставок диаметром 14 мм и длиной 100 мм наблюдались незначительные отложения. Отложения были плотные, черного цвета, вес трубок увеличивался в течение 2-4 недель на 200-500 мг, скорость роста отложений составила (1.5 4)-10'7г/см2*мин. Горячий раствор во внутренних трубах диаметром 14 мм не дал отложений кремнезема. Значительный слой отложений розоватого кремнезема наблюдался в межтрубном пространстве с холодным раствором одновременно на внутренней и наружной поверхности |