气田水地面回注管线结垢趋势预测

XX矿区中QL25井~QL12井气田水回注管线的结垢情况尤为严重,为了科学而有效地进行防垢和除垢,本文对QL25井的气田水进行水质分析,发现气田水中含有较高浓度的Ca~(2+)和HCO_3~-等成垢离子,并通过垢样分析确定出结垢的主要类型为碳酸钙垢。利用Davis-Stiff饱和指数法和Ryznar稳定指数法预测出水质本身具有结垢趋势,进一步结合温度和压力计算模型,利用Oddo-Tomson饱和指数法和最大结垢量公式,预测得出管道沿线均会结垢且近管道起点处结垢最为严重。     

水中常见离子对解毒铬渣除磷的影响

研究了几种常见离子(NO_3~-、SO_2~(4-)、HCO_3~-、SiO_3~(2-)、Ca~(2+)和Mg~(2+))对2种解毒铬渣(600℃和800℃热解解毒)除磷效果的影响.结果表明,与纯水比较,NO_3~-(NaNO_3)和SO_4~(2-)(Na_2SO_4)的存在能提高解毒铬渣的磷去除率;HCO_3~-(NaHCO_3)和SiO_3~(2-)(Na_2SiO_3)会与水中的PO_4~(3-)竞争Ca~(2+)生成沉淀,从而对铬渣除磷起抑制作用;Ca~(2+)和Mg~(2+)的存在能够提高铬渣的除磷率.根据上述结果及水、污水中一般离子含量,初步分析认为对铬渣固磷影响最大的应该是Ca~(2+)、Mg~(2+)和HCO_3~-(CO_3~(2-))离子,前2者起促进作用,后者起抑制作用.     

四川黄龙沟地表水系统水化学空间变化特征研究

通过对黄龙沟沟内主要景观的地表水的现场测定和采样后实验室测定,对黄龙沟地表水水化学特征的空间变化进行了讨论。结果表明:从上游转花泉到下游迎宾池,地表水中Ca~(2+)、HCO_3~-质量浓度的降低是电导率(Ec)降低的主要原因,地表水中方解石饱和指数(SIc)为1.15～1.84,地表水水化学类型为Ca~(2+)-HCO_3~-;在接仙桥与莲台飞瀑两处,地表水的HCO_3~-质量浓度不降反增,原因是前期地表水流入地下水系统中使CO_2得到补充,从而使再次出露到地表水中的HCO_3~-质量浓度升高。根据R型聚类分析,水化学参数分为4大类:第1类为[SiO_4~(4-)]、[Mg~(2+)]、[Ca~(2+)]、[HCO_3~-]、p_(CO_2)、Ec、[Al~(3+)],第2类为[SO_4~(2-)],第3类为pH、SIc、[Cl~-],第4类为温度T。根据Q型聚类分析,核心景点地表水系统大致分为3大类:第1类为上游表生泉水,第2类为中游溪流地表水,第3类为下游地下水转为地表水。地表水从上游到下游,方解石和白云石均处于过饱和态,将继续形成钙华;长石与钙蒙脱石可能存在向温石棉、海泡石矿物相转变的趋势。     

樊142区块油井结垢原因分析

针对樊142区块油田开发已经进入了生产后期,原油的生产过程中油管柱、油井泵下的尾管、筛管等部位结垢现象严重,结垢现在已成为油井偏磨、卡泵等作业的直接原因,给油田生产带来了极大危害的情况。成了现场采样,然后通过X射线衍射分析法和化学成分分析的方法,对垢样进行详细分析,并且在结合相应的结垢机理的基础上,得出如下结论:樊142区块油井的产出液中含有大量的Ma~(2+)、Ca~(2+)和HCO_3~-,结构类型主要为二氧化碳腐蚀垢(菱铁矿)和钙镁垢;影响结垢的主要因素是油井温度、成垢离子浓度和氯离子。在采取防垢措施的同时也应结合相应的防腐措施。     

热活化过硫酸盐处理金属切削液及机理研究

利用热活化过硫酸盐对破乳后的金属切削废液进行氧化处理,研究了温度、热活化时间、过硫酸盐投加量和pH对处理效果的影响,以及阴阳离子、官能团及有机物含量的变化。结果表明,最佳工作条件为:S_2O~(2-)_8∶12COD_0=2.4,pH=5,活化温度100℃,热活化3 h,COD去除率达到96.89%,出水COD=193.6 mg/L。金属切削废液中的Cl~-被SO~-_4·氧化生成Cl_2,Ca~(2+)、Mg~(2+)与反应产生的SO~(2-)_4生成白色沉淀,含有苯、酰胺、羧酸、醇类、胺类、卤化物以及芳烃类有机物均得到一定程度的降解,有机物含量浓度大幅减小。     

稠化酸酸化返排液处理方法研究

陕北某气井稠化酸返排液具有pH低、腐蚀性强、矿化度高、SS含量高、Ca~(2+)含量高和低透光率的特征。分析了稠化酸返排液的水质组成性质,采用提高返排液p H以降低Ca~(2+)含量,再通过絮凝沉降除去SS,并预测处理后酸化返排液与注入水按不同比例混合后的结垢趋势。结果表明,在调节酸化废液pH为11.0,PAC投加量为500 mg/L,PAM投加量为30 mg/L时,处理水上清液的透光率可达到98.5%。在30~80℃下,处理后稠化酸返排液与注入水按照不同体积比混合均无碳酸钙和硫酸钙结垢趋势。混合后可降低界面张力,有利于提高注入水驱油效率。     

碳钢在饱和CO_2的高浓度NaCl溶液中的腐蚀行为研究

采用交流阻抗法、线性极化以及动电位扫描,分别测定了碳钢在含Ca~(2 )、HCO_3~-并以CO_2饱和的NaCl溶液中的Rt(传递电阻)、腐蚀速度、点蚀倾向(Pit)以及βa、βc值。实验结果表明,室温(29℃)下当介质中HCO_3~-浓度在低于0.1M范围内增加时,或较高温度下(59℃)低于0.02M范围内增加时,碳钢的腐蚀速度均因阴极过程受阻而逐渐下降。然而当其浓度超过此值后,HCO_3~-离子则会促进碳钢的腐蚀。     

水质分析中游离CO_2、Cl~-和HC_3~-、Ca~(2+)、Mg~(2+)的连续滴定

地质水样数量大,为此,本文作者设计了游离CO_2、Cl~-的连续滴定和HCO_3~-、Ca~(2+)、Mg~(2+)的连续滴定两个方案,试验结果表明均达到了快速之目的,符合地质矿产部颁发的技术管理要求。     

腐植酸钠水处理剂锅炉水阻垢性能的研究

讨论了腐植酸钠浓度、Ca~(2+)浓度、pH值等因素对腐植酸钠复合剂阻垢率的影响,并采用XRD、IR等手段表征腐植酸钠-水垢复合物及锅炉表面水垢的微结构和机理。结果表明,腐植酸钠水处理剂最佳参数为:腐植酸钠用量20 mg/L,锅炉水中Ca~(2+)浓度120 mg/L,CO_3~(2-)浓度400 mg/L,HCO_3~-浓度200 mg/L。在此条件下,阻垢率89.6%。IR表征显示,腐植酸钠具有羧基活性官能团,对Ca~(2+)、Mg~(2+)具有吸附、络合及分散等作用;XRD表征显示,加入腐植酸钠后,干扰了CaCO_3微晶生长,使晶格变形,垢样变细,形成复合水渣。     

压裂返排液中硼质量浓度对回用性能的影响

硼残留量对压裂返排液回用影响大,针对硼质量浓度及其他离子在返排液中上限对回用的影响进行研究,为现场水重新回用提供实验依据。溶剂中加入硼离子,考察基液黏度,确定返排液中硼质量浓度上限,以确定的硼质量浓度为溶液,筛选返排液中Ca~(2+),Mg~(2+),CO_3~(2-),SO_4~(2-,HCO_3~-主要离子质量浓度上限,针对压裂液基液黏度、耐温性能、抗剪切性能进行测定。结果表明:硼质量浓度≤5 mg/L,其他离子对返排液回用影响顺序为CO_3~(2-)>SO_4~(2-)> Ca~(2+),Mg~(2+)> HCO_3~-,Ca~(2+),Mg~(2+),SO_4~(2-),HCO_3~-,CO_3~(2-)质量浓度分别为800,800,250,1 000,0 mg/L。以此离子质量浓度配成的压裂液,能够满足现场对压裂液的性能要求。     

三元复合驱硅垢沉积影响因素研究

目前随着开采程度的提高,油田的结垢现象日益严重,导致采收率降低,诸多现状都表明结垢会给油田带来不利影响。在三元复合驱(ASP)过程中,碱会与地层中的硅酸盐岩产生碱溶反应,形成硅垢,堵塞地层孔隙、严重损害储层。针对所形成硅垢设计实验,研究了影响结垢的因素,着重研究温度、pH和Ca~(2+)、Mg~(2+)对硅垢形成的影响。研究表明:在三元复合驱体系下,pH在10到11之间硅沉积百分数急剧下降,说明pH对硅离子稳定性的影响非常大,温度对硅垢形成的影响比pH较小,钙镁离子的存在对硅沉积具有促进作用。     

国产纳滤膜对无机盐截留性能的研究

通过对苦咸水中常见阳离子Mg~(2+)、Ca~(2+)、Na~+和阴离子HCO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-构成的单组分溶液以及双组分(同阴离子和同阳离子)混合溶液进行分离截留实验,研究对比国产纳滤膜NF1和VNF2对离子的截留性能以及同种电荷离子间的相互影响。结果表明,在单组分溶液中,荷负电膜NF1和VNF2对阳离子截留顺序相同为Mg~(2+) Ca~(2+)Na~+;对阴离子截留顺序则因电黏滞效应引起纳滤膜孔径变化的影响不同,对NF1为HCO-3~-SO_4~(2-)Cl~-,对VNF2为SO_4~(2-)HCO_3~-Cl~-。在混合溶液中,2价离子会阻碍单价离子的去除。在处理无机盐方面,VNF2膜的截留性能优于NF1膜,特别是单价离子;同种电荷离子之间相互影响不同,扩散系数差别越大,同种电荷离子间相互影响越大。     

离子交换树脂脱除湿法磷酸中铁和钙的研究

由于湿法磷酸中Fe~(3+)、Ca~(2+)的存在会影响湿法磷酸及后续磷酸盐的正常生产及产品质量,研究了一种新型离子交换树脂(IER-FC)对湿法磷酸中的Fe~(3+)、Ca~(2+)的吸附特性,包括对Fe~(3+)、Ca~(2+)的荷载量,反应时间、反应温度对吸附净化效果的影响,对Fe~(3+)、Ca~(2+)的吸附选择性。结果表明,IER-FC对Fe~(3+)、Ca~(2+)载荷量分别为2.219、1.289 mg/g,Fe~(3+)、Ca~(2+)在10 min内达到吸附平衡,反应温度对净化效果的影响较小,对Ca~(2+)的吸附选择性高于Fe~(3+)。     

利用磷矿脱镁废液制备MF-1级氟化镁工艺技术研究

利用高镁磷矿脱镁废液与磷矿伴生氟资源制备MF-1级氟化镁的难点在于脱镁废液中Ca~(2+)的影响,本文重点研究了脱镁废液的脱钙试剂及脱钙工艺条件对脱钙效果的影响。利用草酸作为脱镁废液的脱钙试剂,Ca~(2+)的最终脱除率达到98.24%;脱钙后的脱镁废液再经过调节pH值、复分解反应等工序,成功制备出MF-1级氟化镁;脱钙后溶液中PO4~(3-)、Fe~(3+)、Al ~(3+)的脱除率分别为99.49%、100%、100%。该工艺的原料除杂和产品制备工艺简单,主要原料均为磷矿加工副产物,可实现大规模工业化生产。     

分步沉淀法去除稀土废水中钙镁的研究

稀土酸法冶炼过程中会产生含有Ca~(~(2+))、Mg~(2+)的硫铵废水,为了减少结垢对蒸发或膜法处理工艺的影响,采用分步沉淀法去除钙镁,即在废水中先后加入草酸和磷酸盐,分别得到草酸钙和磷酸铵镁沉淀,研究了pH、沉淀剂投加量、陈化时间及晶种加入量对钙镁去除效果的影响。结果表明,除钙阶段的最佳反应条件为:晶种(草酸钙)加入量为1.5‰,pH=7.5,n(H_2C_2O_4):n(Ca~(2+))=1.2:1,搅拌陈化2 h,Ca~(2+)去除率达到92.2%,此时的Mg~(2+)浓度几乎没有变化;对除钙后废水进行MAP法除镁处理的最佳反应条件为:pH=7.5,n(NH_4H_2PO_4):n(Mg~(2+))=0.9:1,搅拌陈化2 h,Ca~(2+)去除率达到81.8%,Mg~(2+)去除率达到98.1%;X衍射结果表明沉淀物分别为较为纯净的CaC_2O_4和MgNH_4PO_4·6H_2O。     

KMnO_4预氧化与混凝联合作用去除湖泊源水中Mn~(2+)的研究

以外加Mn~(2+)湖水为研究对象,研究了KMnO_4预氧化与混凝去除湖泊源水中的Mn~(2+),考察了浊度、COD_(Mn)、p H、水中共存离子等水质参数以及混凝剂对除锰效率的影响,并探讨了预氧化产物新生态二氧化锰对混凝剂除浊投量的影响。结果表明:KMn O_4投量为理论值的83%或更低时剩余Mn~(2+)达标;KMnO_4与Mn~(2+)反应2 min内达到平衡;湖水COD_(Mn)变化对锰的去除率基本无影响;浊度对除锰有一定促进作用,但随着高锰酸钾投量增加逐渐减小;p H增大高锰酸钾对锰去除率上升,初始p H从6.54增加至9.57,95%锰去除率所需高锰酸钾投量从1.6 mg/L降低至0.8mg/L;Fe~(3+)/Al~(3+)离子混凝剂、HCO_3~-、H_2PO_4~-、SiO_3~(2-)对Mn~(2+)去除有一定影响;KMnO_4预氧化除Mn~(2+)产物水合二氧化锰可节省混凝除浊29%硫酸铝或43%聚合氯化铝铁投量。     

紫外-过氧乙酸光化学降解水中的三氯生

对UV/PAA降解三氯生(TCS)进行了研究。结果表明,TCS在UV/PAA中的降解符合准一级反应动力学,体系中羟基自由基(HO·)促进了 TCS的降解。初始pH对TCS的降解影响显著,pH越高TCS的降解速率越快。随着PAA投加量的提高,TCS的降解效率也逐渐提高,但同时PAA也能与TCS竞争HO·。虽然HCO_3~-和Cl~-可与HO·反应,但它们对TCS的降解几乎无影响;SO_4~(2-)和Cu~(2+)对TCS的去除也基本无影响。由于HO·的产生,NO_3~-能够显著促进TCS的去除,且促进作用随着NO_3~-含量的增加而增大。Fe~(3+)和NOM的存在能够抑制TCS的去除,且抑制作用随着它们含量的提高而增大。TCS可能的转化机理主要包括5种不同的反应路径:醚键断裂、环化反应、脱氯反应、羟基化、脱氢反应。     

南宁市大气降水化学组成特征分析

为了解南宁市大气降水的化学组成及其来源,2015年1~12月在南宁市环境保护监测站采集降水样品,分析了pH、EC(电导率)和主要离子的分布特征,结果表明:南宁市区降水的p H、EC雨量加权平均值分别为6.51、31.2μS/cm。市区降水中各离子雨量加权平均当量浓度为Ca~(2+)SO_4~(2-)NH~(4+)NO_3~-Cl~-Na~+Mg~(2+)K~+F~-。其中,Ca~(2+)、SO_4~(2-)、NH_4~+、NO_3~-和Cl~-是降水中的主要离子,占总离子当量浓度的92.5%。降水中SO_4~(2-)/NO_3~-(当量浓度比)为3.0,近10年来总体呈逐渐降低趋势,表明南宁市区大气污染向复合型转变趋势。总离子当量浓度季节差异大,春冬季节高、夏秋季节低;Ca~(2+)、SO_4~(2-)、NH_4~+、NO_3~-等当量浓度在春季最高;从空间分布上看,降水化学组成在南宁市区市监测站测点与青山测点表现为受综合源的影响特征,罗文测点表现为综合源与工业源的影响特征。     

Ca2+共掺杂LaPO4:Tb3+荧光材料的水热合成与性能

采用水热法合成碱土金属Ca~(2+)共掺杂LaPO_4:Tb~(3+)纳米荧光材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、荧光光谱等对所合成样品的物相结构和荧光性能进行分析。研究了反应体系pH值和Ca~(2+)的物质的量掺杂量等对样品物相结构及荧光性能的影响进行分析。结论表明:采用水热法所合成的样品均为纯相的单斜晶系独居石结构,在反应体系pH值=2和Ca~(2+)的掺杂量为5.0%(摩尔分数)的条件下合成的样品荧光效果最好,在545 nm处表现出Tb~(3+)的特征绿光。     

天冬氨酸-苹果酸共聚物与Ca~(2+)的络合性能

以天冬氨酸和苹果酸为原料,采用微波加热共聚合成法制备了一种基于绿色阻垢剂聚天冬氨酸(PASP)的改性产品——天冬氨酸-苹果酸共聚物(PAMA),分子链中引入苹果酸,提高了PASP的络合性能。参照静态阻垢法,以络合量为评价标准,考察了不同条件下硫酸钙过饱和溶液中PAMA与Ca~(2+)的络合性能。结果表明,Fe3+、Zn~(2+)、Cu~(2+)及其混合离子的加入均导致PAMA与Ca~(2+)络合量降低,降幅依次为Ca~(2+)/Cu~(2+)Ca~(2+)/Fe3+Ca~(2+)/Zn~(2+),投加量为4 mg/L时,PAMA与Ca~(2+)的络合效果良好;单一Ca~(2+)条件下,投加量为2 mg/L时,PAMA与Ca~(2+)的络合量达到最高,为20.43 g/g。由此可见,PAMA对硫酸钙结垢具有很好的抑制作用。