改性腐植酸盐钻井泥浆助剂抗盐机理研究——Ⅰ.改性HA盐对淡水泥浆吸附和动电性质的影响

本文研究了KHm、NHK、SMHK对粘土体系吸附和动电性质的影响,得出:淡水泥浆体系的ζ—电位变化,在HA盐含量<4％时,由固相决定;HA盐含量>4％时,由液相决定。泥浆体系的ζ—电位不仅与HA盐在粘土上的吸附量有关,而且与HA盐分子的表面电荷密度有关。     

改性腐植酸盐钻井泥浆助剂抗盐机理研究——Ⅲ.改性HA盐对盐水泥浆粒度分布的影响

本文通过研究 KHm、NHK、SMHK 对盐水泥浆粒度分布的影响,从而得知:HA 盐能增加盐水泥浆的微粒子含量;当 HA 盐加量<3%时,微粒子含量随 HA 盐含量的增加而增加,当 HA 盐加量>3%时,微粒子含量趋于稳定。     

改性活性炭纤维电极电吸附除盐实验研究

自制1种卷式活性炭纤维电极电吸附实验装置,研究了硝酸浸渍、氢氧化钠浸渍、微波加热这3种改性方法对活性炭纤维电极电吸附除盐效果的影响。结果表明,3种改性方法均可提高除盐效果。当NaCl溶液初始质量浓度为500 mg/L、电导率为1 m S/cm、体积流量为1 0 mL/min,电极间距1 mm、电压2 V时,3种改性方法的最大下降率分别由未改性的41.56%提升至68.57%、64.61%、65.23%。这表明了对活性炭纤维进行改性在水处理方面有着良好的应用前景。     

高岭土对腐植酸的吸附特性

通过吸附、脱附实验以及组成结构分析,论证了腐植酸钠(HA—Na)与高岭土之间的作用机理。认为腐植酸(HA)阴离子在高岭土晶层间没有被吸附,其表面吸附等温线属Langmuir型。在pH为6.5时,最大吸附量为3—5mg/g。泥炭HA的吸附量较多。Na~+离子在粘土—HA—Na胶体体系中主要以反离子形式存在。对风化烟煤和褐煤HA来说,化学吸附占优势,其中可能有较强的化学键;对泥炭HA来说,大约有一半是物理吸附。推断HA中的负电性羧基同高岭土晶层边缘上的正电性位置间产生的化学吸附或化学键,是有效地拆散粘土晶层间的缔合、改善陶瓷粘土胶体性质的决定因素。     

CFRP与金属结合件盐雾腐蚀试验研究

采用中性盐雾、乙酸盐雾、铜加速乙酸盐雾3种电化学方法研究碳纤维/环氧复合材料与CR4级冷轧钢板的电偶腐蚀行为.比较了CR4级冷轧钢板与碳纤维复合材料紧固件构成偶对时3种盐雾腐蚀试验的电偶腐蚀性能.结果表明在NaCl电解质溶液体系中电偶腐蚀作用对CFRP影响不大,CFRP基本没有受到腐蚀.     

3种酸改性活性炭纤维电吸附脱盐性能研究

为提高活性炭纤维(ACF)应用于电吸附装置的脱盐性能,分别采用H2SO4、HNO3及H3PO4为改性剂对ACF进行改性,得到ACF-1、ACF-2、ACF-3,对其进行了表面形貌和化学结构的表征;并应用于自制2级电吸附装置将改性前后的ACF应用于处理模拟NaCl盐水和炼化废水厂反渗透(RO)浓水。结果表明,在HNO3的刻蚀作用下,ACF表面形貌和孔结构发生了变化,将酸性含氧官能团引入了表面;3种酸改性前后4种ACF电极材料对于模拟NaCl盐水和炼化废水厂RO浓水脱盐都具有较好处理效果,其中采用ACF-2除盐效果最好,对模拟NaCl盐水及RO浓水的最大除盐率分别为36.76%和16.54%。表明3种酸改性增强了ACF的电吸附脱盐性能,酸改性ACF电极电吸附脱盐技术可用于处理高盐分RO浓水。     

高碱度高盐工业废水资源化利用

选用预处理-反渗透(RO)浓缩-树脂吸附-纳滤分盐-蒸发出盐的工艺处理高碱度高盐工业废水。结果表明,冷冻结晶和蒸发结晶产出的Na₂CO₃和NaCl产品纯度均大于99%,满足《工业盐》(GB/T5462—2015)工业干盐一级标准和《工业碳酸钠》(GB/T 210—2022)Ⅱ类一等品标准;纳滤分盐步骤产生的纳滤浓水可以代替石灰沉降树脂再生水中的钙离子、镁离子,树脂再生水经纳滤浓水沉淀后钙离子、镁离子均低于100 mg/L。本工艺能够实现高碱高盐工业废水和纳滤浓水的资源化利用。工艺全程保留水中碱度,未投加任何药剂,产生的污泥量少,能够有效减少运行费用并提高废水回收率。     

腐植酸对Ca—蒙脱石的吸附作用

腐植酸钙-钠(Ca·Na—HA,Ca~(2+):Na~+摩尔比为3.5:3.4=HA(D′))对Ca-蒙脱石(Ca—Mt)的吸附试验用于分析HA对Ca粘土的吸附过程。在溶解状态保持稳定(最小)HA(D′)分子大小条件的溶液中进行的吸附试验结果,在pH6—7且NaCl浓度0.004—0.028M范围,HA(D′)单分子层的饱和吸附量为20—38gkg~(-1)。推断HA(D′)吸附仅发生在Ca—Mt边(E)-面,因为吸附量对pH的关系与E-面的pH的电势变化一致,吸附量与吸附曲线的特征与Na-HA对Na-Mt的吸附类似。     

醇致盐调剖剂室内实验及优选研究

醇致盐沉积法是一种基于盐沉积理论的调整地层吸水剖面的方法,将诱导剂和盐水段塞注入地层,盐的溶解度下降而析出盐粒,部分或全部堵塞渗流通道。室内实验表明,25.6%的KCl溶液和无水乙醇体积比为3∶2时,盐沉积量最高。KCl在水中的溶解度相比NaCl受温度影响更为显著,结合成本问题综合考虑,醇致盐调剖剂推荐选用浓度为26.4%的NaCl饱和溶液作为主剂和无水乙醇作为诱导剂段塞注入地层,使其在地层条件下沉积出盐结晶颗粒,达到调整地层吸水剖面的目的。     

二效盐洗涤制取精制盐

本厂氯化钾生产过程中所得副产品二效盐氯化钠含量较高,本实验通过消水洗涤、滤液洗涤对二效盐进行洗涤,通过中试实验数据显示,经过三次洗涤的二效盐其分离盐的NaCl含量由原先的84.7%提高到了92.98%,达到了精制盐标准。     

反相微乳液法合成耐温抗盐聚合物驱油剂

以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）和甲基丙烯酸十八酯为单体,过硫酸钾（K2S2O8）-亚硫酸氢钠（NaHSO3）为氧化还原引发体系,Span60为乳化剂、煤油为分散相进行反相微乳液聚合,合成了驱油用耐温抗盐聚合物。研究了单体的加量、单体的浓度、引发剂的浓度、反应温度、pH值等因素对聚合物粘度的影响,并对产品的耐温抗盐性进行评价。结果表明：在AMPS加量为20%、甲基丙烯酸十八酯加量为1%、单体的浓度为25%、反应温度为53℃、引发剂浓度为0.4%、pH值为10、反应7～8h时,聚合物的粘度最大,并表现出良好的耐温抗盐性能。     

改性腐植酸盐钻井泥浆助剂抗盐机理研究——Ⅳ.改性HA盐对盐水泥浆的作用规律及机理

本文在前面大量实验的基础上,总结出了改性 HA 盐对盐水泥浆的作用规律,并提出了作用机理及 HA 经化学改性后抗盐性能提高的原因。     

吡咯改性活性炭电吸附电极除盐性能研究

以活性炭为原料,吡咯为改性剂FeCl_3为氧化剂,原位化学氧化法改性电吸附电极。以比电容为指标,采用单因素法分析,确定最优改性工艺,并对该工艺条件下制备的样品进行比表面积、表面形貌和电化学性能的表征。结果表明,在活性炭质量为2.0g,吡咯浓度为2mol·L~(-1)及FeCl_3浓度为2mol·L~(-1)时,改性的活性炭比电容值高达270.36F·g~(-1);改性后活性炭的比表面积、孔径和孔容分别降低了10.47%、51.18%和45.71%,孔隙结构以微孔为主;且改性后电极的平均接触角从85.7°减小到60.45°,比电容由89.66 F·g~(-1)增加到283.5F·g~(-1),提高了68.37%;将最佳配比改性的电极应用于除盐小试中除盐率可达45.36%。本实验的研究为电吸附电极除盐性能及导电聚合物的深入研究提供理论基础。     

钢筋混凝土构件的抗盐冻性能研究

在质量浓度为3.5%的NaCl溶液中,采用快冻法研究普通混凝土(OPC)、引气混凝土(APC)和高性能混凝土(HPC)试验梁和混凝土试件的抗盐冻性能.结果表明,采用混凝土试件的抗盐冻实验结果并不能准确反映钢筋混凝土构件的性能特点.OPC的盐冻破坏源于其表面剥蚀,引气能够显著提高其抗盐冻破坏能力,掺加40%FA将显著地降低APC的抗盐冻性能,掺加10%硅灰将使APC试验梁在盐冻过程中出现表面宏观裂纹.综合分析指出,FA掺量为20%的C50粉煤灰引气HPC结构具有较理想的抗盐冻能力.     

适合海上油田的耐温抗盐型水基钻井液体系研究

为满足海上油田高温储层段钻井施工对钻井液性能的要求,室内通过对抗温型增黏剂、抑制剂和封堵剂的优选及评价,研究出了一套适合海上油田的耐温抗盐型水基钻井液体系,并对钻井液体系的综合性能进行了评价。实验结果表明,该钻井液体系在密度范围为1.3～1.7 g/cm3内时均具有良好的流变性能和降滤失性能;当老化温度为180℃时,体系仍能保持良好的黏度和切力值,滤失量小于10 mL,具有良好的抗温性能;在钻井液体系中加入5%的NaCl后,体系的黏度和切力稍有下降,滤失量稍有增大,具有良好的抗盐性能;体系中加入10%的钻屑后,体系的各项参数变化幅度整体较小,具有良好的抗钻屑污染能力。储层岩心使用钻井液体系污染后渗透率恢复值在60%以上,切除污染端面后渗透率恢复值可以达到90%以上,具有良好的储层保护效果。     

盐离子对蒙脱石水化膨胀特性的影响

采用热失重法与经离心法、直接烘干法、冷冻干燥法结合对蒙脱石样品水含量进行测量,分析了NaCl浓度对蒙脱石中结合水与自由水含量的影响,探讨了蒙脱石中总含水量及结合水含量随NaCl溶液浓度变化的规律,研究了NaCl溶液中蒙脱石的水化膨胀特性及盐离子的抑制作用。结果表明,蒙脱石的水化膨胀受盐离子的抑制,盐离子的存在减小了渗透水化力,影响了水分子间的范德华力及水分子和蒙脱石表面间的氢键力和静电引力,总含水量随盐离子浓度增加而降低,盐离子浓度为0.2 mol/L时趋近最低值,样品膨胀程度由6.6缩小至1.6,盐离子对蒙脱石水化膨胀的抑制作用达峰值。盐离子浓度大于0.2 mol/L时,随盐离子浓度增加,自由水与结合水含量变化不明显。     

复合外加剂改性盐石膏的研究

盐石膏的主要成分为无水硫酸钙,其活性差、凝结硬化慢、强度低,需要添加活性剂来激发盐石膏的活性。通过复合外加剂对盐石膏加以改性,并通过XRD和SEM对其作用机理做了分析。结果表明,单掺脱硫石膏和建筑石膏均能缩短盐石膏的凝结时间,建筑石膏的效果较好,但掺量不宜过高。复掺建筑石膏和缓凝剂时,两者比例要控制得当,适宜的建筑石膏和缓凝剂掺量分别为50%和0.10%~0.12%（质量分数）。分析可知,大掺量建筑石膏会增加盐石膏硬化体中二水相和针棒状晶体的含量;缓凝剂掺量的增加,会降低盐石膏硬化体中二水相的含量,棱形晶体增多,从而降低了盐石膏的强度。     

二硫代氨基甲酸盐改性香兰素对铜的缓蚀行为

针对铜在NaCl溶液中腐蚀的特点,以二硫化碳、乙二胺、香兰素为原料合成了DTCV(二硫代氨基甲酸盐改性香兰素),采用电化学方法、SEM(扫描电子显微镜)和EDS(能量色散谱)评价DTCV在质量分数为3%的NaCl溶液中对铜的缓蚀性能,并探讨其在铜表面的吸附行为。结果表明：DTCV同时抑制铜电极的阳极反应过程和阴极反应过程。当添加0.30 mmol/L的DTCV时,其缓蚀效率可以达到98.34%。DTCV的吸附方式为化学吸附,且符合Langmuir吸附等温模型。DTCV可以认为是铜在氯化钠溶液中的良好缓蚀剂。     

改性粘土对氟的吸附研究

为了提高粘土对氟的吸附能力,采用PAC对天然粘土进行改性,并探讨了PAC投加量、煅烧时间,吸附时间、pH等因素对除氟效果的影响.结果表明,在PAC投加质量分数为1%、300℃下煅烧45 min条件下,制备的改性粘土对舍氟水中的氟具有高吸附容量;对氟初始质量浓度为20mg·L-1的废水,PAC改性后的粘土吸附性能增加了62.61%;当吸附时间为5h,含氟废液pH=6～7时,饱和吸附量达到1.67g·kg-1,吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和Lagergren2级吸附速率方程,相关系数R2分别为0.9991和0.9996.改性后的粘土吸附剂对pH具有强的适应性.     

负载Al_2O_3的活性炭纤维电吸附除盐研究

采用浸渍煅烧法对活性炭纤维进行Al_2O_3负载改性,对改性前后活性炭纤维的微观结构、电化学性能和除盐性能进行分析比较,并探讨了影响其电吸附除盐效果的影响因素,结果表明:改性后活性炭纤维电吸附除盐性能得到极大增强,除盐能力为改性前的2.68倍。且电极具备很好的再生性;其表面出现了絮状和颗粒状的Al_2O_3,比表面积减小,中孔增加,孔径分布更加合理,比电容提高了2.1倍。当电压为2.0 V,极板间距为1 cm,NaCl质量浓度为500 mg/L时,除盐效率可达到64.6%。