碳酸盐垢 篇1
在处理地热井结垢方面, 主要采取的方法是药剂法。但目前常用的药剂法石灰-纯碱法从处理效果、技术的可操作性和经济性及等方面都存在不足, 尤其对高结垢地热井进行阻垢、缓蚀的效果不能尽如人意。
针对内蒙古呼和浩特市及周边地区地热井结垢严重的问题, 我们分别对石灰—纯碱法和磷硅酸盐玻璃缓蚀剂阻垢法进行了研究试验和比较, 从技术和经济的角度找到最佳的处理方案和使用条件。我们希望找到一种药剂, 既有较好的处理效果, 而且费用少、操作管理方便, 全面地满足对高垢地热水进行阻垢、缓蚀的要求。
1 石灰—纯碱和磷硅酸盐玻璃缓蚀剂阻垢原理及试验方法
1.1 石灰—纯碱法
石灰—纯碱法是根据溶度积原理使水中所含硬度在药剂作用下形成难溶化合物而软化水的。石灰—纯碱法不仅可以除去水中的暂时硬度, 还能除去水中的永久硬度。为减轻投加生石灰时产生的灰尘污染, 通常的做法是首先将生石灰溶于水制成石灰乳, 完成石灰的硝化反应。然后将石灰乳与纯碱、助凝剂同时投加到机械搅拌池中, 与原水充分反应后产生钙镁二价离子形成的沉淀物, 沉淀物Ca CO3和Mg (OH) 2在下沉的过程中又起到混凝剂作用。絮凝反应处理后的水经斜板或斜管沉淀池沉淀, 从而能降低浊度。从测定结果看来, 此方法很好的降低了水的硬度。
方法:在石灰加药池制成石灰乳后与纯碱、助凝剂同时加入到机械搅拌反应池中与原水反应。经混凝、沉淀、过滤, 使水中所含硬度在适当的药剂作用下形成难溶化合物Ca CO3和Mg (OH) 2而去除。
石灰-纯碱法需要分别从混凝剂的选用、药剂用量、除铁除锰工艺的选择、滤料的反冲洗强度等方面进行充分的试验和研究分析, 选出最佳的操作条件。
1.2 磷硅酸盐玻璃缓蚀剂阻垢法
磷硅玻璃阻垢缓蚀剂是一种防结垢效果较好缓释材料。主要成分为食品级的聚磷酸盐和硅酸盐, 经高温烧结而成, 质地纯净、不含有害杂质。将原水与磷硅酸盐玻璃缓蚀剂反应, 药剂溶解于水时, 其表面能形成一层均匀的硅酸盐质胶膜, 该层胶膜能阻止水溶液中酸的进一步侵蚀, 因而能显著提高硅磷型玻璃阻垢缓蚀剂在水溶液中的稳定性。水中的钙、镁离子与磷硅酸盐玻璃形成络合物, 极大降低了水中钙、镁离子的含量, 降低水的硬度最终抑制结垢。
方法:调解水汽混合流速使地热水通过除砂器, 加入一定量的硫酸, 然后通过加药器与磷硅型玻璃阻垢缓蚀剂进行反应, 处理后的水再通过压力滤罐进行过滤, 在此处测定出水的p H值并对出水的酸碱性进行调整, 最后通过储水器送往用户。
磷硅酸盐玻璃缓蚀剂阻垢法需要分别从水流速度、温度、酸的用量、p H值等方面进行研究试验分析, 筛选出最佳条件。
2 石灰-纯碱和磷硅酸盐玻璃缓蚀剂阻垢的效果
用两种方法分别对硬度为1500mg/L-2100mg/L的不同原水进行处理实验, 实验结果表明:
石灰-纯碱法处理后, 水的p H值=7-9.6时, 硬度平均值为500mg/L左右, 除垢效果较为理想, 但地热水温度降低较多, 微量元素损失大, 水中的一些有益的微量元素如:Sr、H2Si O3等也被除去;磷硅酸盐玻璃缓蚀剂阻垢法处理后的p H值=7-7.8, 水总硬度为1300mg/L左右。除垢效果也非常好, 地热水温度降低幅度不大, 微量元素含量变化很小。
3 从经济和技术的角度分析
石灰-纯碱法和磷酸盐玻璃阻垢法都是运行成本低, 经济实用的方法。但石灰-纯碱法使用过程中石灰等药物的用量、运输贮存量很大, 同时, 每天的排渣量也较大, 运输贮存成本高;磷酸盐玻璃阻垢法虽然药剂价格比较高, 但用量少, 生产工艺及操作更加简单。
4 从对环境的影响上分析
磷酸盐玻璃阻垢法中使用的硅磷晶对人体无毒、对周围的环境基本没有危害。石灰—纯碱法由于药剂用量较大, 排渣量也较多, 周围的环境和居民的生活产生影响。
5 结论
磷酸盐玻璃阻垢法具有较强的缓蚀能力和较高的化学稳定性, 阻垢能力强, 尤其是对高垢水的阻垢效果更明显, 且处理后的水中的微量元素含量和水温的变化不大, 操作方便, 成本合理, 对环境影响较小。相比石灰-纯碱法而言, 磷酸盐玻璃缓蚀剂在处理高结垢水地热井阻垢处理中具有普遍推广意义。
参考文献
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碳酸盐垢 篇2
聚丙烯酸(简称PAA)-水解聚马来酸酐(简称HPMA)足一种新型的复合阻垢剂,具有阻垢效果佳、热稳定性好等优点.运用静态阻垢法,通过改变PAA和HPMA的用量、恒温浓缩时间、恒温浓缩温度和pH值等因素,研究了这些因素对PAA-HPMA阻碳酸钙垢性能的影响.试验结果表明:当PAA和HPMA的`用量分别为2.4 mL和3.6 mL,恒温浓缩温度在80℃,恒温浓缩时间为10 h和pH=7时,对碳酸钙垢的阻垢性能最佳.
作 者：周臣 曾建平ZHOU Chen ZENG Jian-ping 作者单位：周臣,ZHOU Chen(浙江省电力试验研究院,杭州,310014)
曾建平,ZENG Jian-ping(盐城工学院,江苏,盐城,224003)