一、磁防垢机理（简介）
1、磁场对水的作用
计算机分子动力学模拟实验证实，磁场作用于水可以改变水的内能，随着磁场强度的增加，内能虽起伏式多极值变化，即某种磁场强度下内能改变量大，再增加磁场强度又会减小，继续增大磁场强度达到某种值内能改变又会增大等等。
水内能的改变导致水的表面张力变化、热传导性能变化、离子在水中的迁移速率变化等等一系列物理参数改变。
2、磁场引起的磁化能量改变溶液结晶形态及结晶速度
溶液达到过饱和时，其中的离子（例如Ca++，CO3—等）具有结合成分子的趋势，但必须越过一个势垒才能结合成分子，由液态转化为固态。一般来说管壁存在的固态颗粒可以帮助离子克服势垒，故通常固化过程是在管壁形成结垢物的晶核，晶粒形成后，离子更易向晶核聚集使晶核生长，这就是结垢容易在管壁形成的原理。
磁化改变了水的内能后，磁化造成水分子及离子的具有磁矩（它们都变成了具备S、N极的小磁体），磁矩间的相互作用会帮助正负离子在过饱和状态下克服势垒迅速在液体内部形成数目巨大的晶核（成为固态分子聚集成晶核），且晶核生长速度较普遍水的速度快。综合效果是形成的固
态颗粒多而小，并快速地使液体退出过饱和区。长成的小晶粒小到纳米至微米数量级，与水溶液形成胶体，以稳定的液态流动。从而使形成的固态物质较少地沉积在管壁上这样可以起到防垢作用。
3、磁防垢的长效原理
磁防垢机理基于使离子结成极细小的固态物与溶液形成胶体一起流动只要溶液遇不到破坏胶体的条件析出物就不再向管壁沉积再度结垢，因此是长效的。
4、磁防垢是环保性措施
磁处理是物理方法，不投入污染环境的化学品。且结垢长效，无后期再行结垢而污染水处理系统及回注地层的问题，因此是一项环保性措施。
5、磁防垢需要优化参数
磁防垢效果与磁参数密切相关，参数恰当则效果好，否则效果不好，甚至会产生负效果。而磁优化参数又与具体的被处理水的化学结构及温度、流速等物理参数有关。要取得优化参数必须经过较复杂的实验研究。
二、在胜利油田东辛采油厂井筒除防垢技术对水井优化参数强磁防垢的研究情况
为解决油套管的结垢问题，采取了防、治相结合的措施。
1、为防治管柱结垢，配套应用了强磁防垢器。
1〉磁防垢机理
改变磁作用条件进行计算得出水内能随磁场条件的变化，结果如图1所示
U /KJmolˉ1
-37.4
-37.6
-37.8
-38
-38.2
0 0.1 0.2 0.3 0.4 B /T
图1 内能随磁场变化的多极值特征
图1表明，水的内能随磁场的增强具有多极值变化特征，即有的磁条件下内能增大，而有时减小，呈跳跃变化，这说明只有取优化参数才可以使内能发生理想的改变。
实验表明当磁化后水的内能绝对值降低时，则其黏度和表面张力系数降低，溶液的成核速率及晶体的生长速率均将增大。模拟Ca2+、HCO3-及CO32-的结垢情况，采取优化参数，常温下（25℃），成核速率将增加144﹪，晶体生长速率将增加9﹪；80℃时，将分别增加28﹪和2.5﹪。由于晶体的成核速率远远大于晶体生长速率，必致使各个晶体最终长成的粒度小，易生成胶体。
磁防垢的作用机理是：磁化促使溶液更易结晶，但结出的晶体数量多，粒度小，形成胶体，致使器壁结晶与沉淀减少，起到防垢作用。
2〉磁防垢参数优化及应用
根据以上理论，对东辛采油厂5口水井的水样进行了磁防垢参数优化，按照每个污水样优化的最佳磁防垢参数制造了磁防垢器。并于2001年初在井下管柱结垢严重的10口注水井上进行应用，这10口井由于管柱结垢严重，原先每年至少检管2次，自安装防垢器后，截至2001年末，管柱有效期已达10个月以上，且仍有效，如辛11-88井，该井2000年共作业3次，每次作业都发现油管内壁结垢严重，遂更换油管，自2001年2月份安装磁防垢器，一直正常生产，自2001年10月份上作业，起出全井油管，发现油管良好，基本没有结垢现象。
三、优化参数电泵防垢缓蚀器的应用
1、电泵井引进防垢器的原因
电泵作为东辛采油厂原油生产的重要抽吸工艺设备,使用已经有
十几年的历史了,随着电泵井含水的逐步升高,大量油井污水井反注以及施工时对地层污染,同时电泵泵型趋向于小型化,底层水中垢物对抽吸设备的影响越来越突出了.从目前电泵检泵情况看,广利区块底层水矿化度比较高,井下结垢较严重,其他油田不同区块层系电泵井也不同程度存在井下设备结垢问题,电泵井结垢对电泵机组影响主要表现在
以下几个方面:
1分离器吸入口滤网被垢物堵塞,造成泵吸入口吸入阻力增大.
2离心泵叶轮流通表面结垢,减少了流通空间,降低了泵效.
3离心泵叶轮与导叶轮轴承间结垢,造成泵卡,电流高,据统计2001年保修期内由于电泵井结垢造成检电泵5井次,占井况问题总作业次数的8.5﹪.
2000年下半年在比较了多种防垢设备的应用效果后,我们引进了电泵强磁缓蚀防垢器.
2、电泵防垢器原理及选井条件
其作业原理:原油和地层水均为抗磁性物质,它们流经一定形式的磁场后,会被磁化而产生分子磁矩.存在分子磁矩的水分子团的部分氢键被破坏,它们包围正负离子的能力减弱,因此正负离子相结合而生成盐的机会增加,从而容易在液体内部生成细小盐粒晶粒,结果使液化中的离子浓度下降.降低了离子浓度的油或地层水再流经电潜泵时对泵体的侵蚀减轻,在泵体上结晶沉积也减缓,这就同时起到了阻垢和缓蚀的双重作用.
本产品通过使用和改进,复合型强磁防垢器产品更趋成熟,其主要特点是适应性较广,对不同的垢物有防阻作用.
我们制定电泵下防垢器选井条件:
1频繁作业电泵井
2从检电泵作业现场及解剖机组过程看,井下设备结垢严重,已经影响到电泵井的工作寿命.
符合以上两个条件的电泵井优先下防垢器.
防垢施工要求:
1防垢器作业施工时要轻拿轻放,防止碰撞,否则会影响磁性能.
2强磁防垢器两端要加扶正装置.
3、电泵下防垢器具体使用情况及评价
2000年下半年以来,我们主要对符合条件的25口结垢严重的电泵
一、腐蚀和油田腐蚀腐蚀分析 腐蚀是金属材料在周围环境的作用下引起的破坏或变质现象。 1、按环境分为： 干腐蚀：包括失泽、高温氧化。 湿腐蚀：包括自然环境腐蚀：大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀、微生物腐蚀。 工业介质腐蚀：酸、碱、盐溶液中的腐蚀、工业水中的腐蚀、高温高压水中的腐蚀。2、按腐蚀机理分为： 化学腐蚀：金属表面与非电解质直接发生纯化学作用引起的破坏。纯化学腐蚀的现象极少，主要为金属在无水有机液体中的腐蚀，如金属在卤代烃中的腐蚀、醇中的腐蚀。 电化学腐蚀：金属表面与离子导电的介质（电解质）发生电化学反应引起的破坏，任何电化学腐蚀反应至少包含有一个阳极反应和一个阴极反应。电化学腐蚀是最常见最普遍的腐蚀，金属在大气、土壤、海水和各种电解质溶液的腐蚀都属于电化学腐蚀。 物理腐蚀：金属由于单纯物理溶解作用引起的破坏，主要是金属与熔融金属接触引起的溶解或开裂。 3、按腐蚀形态分为： 全面腐蚀或均匀腐蚀 局部腐蚀：包括电偶腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、剥蚀、选择性腐蚀、丝状腐蚀。 应力作用下的腐蚀：包括应力腐蚀断裂、氢脆和氢致开裂、腐蚀疲劳、磨损腐蚀、空泡腐蚀、微振腐蚀。 石油天然气开采中的腐蚀： 石油天然气开采中的腐蚀是油田开发过程中对油水井生产和井筒影响十分严重的现象，因油水井套管腐蚀穿孔造成的油水井报废、各种管线腐蚀穿孔、生产设备因腐蚀而频繁地更换和报废、井下管杆泵等因腐蚀损坏造成作业周期缩短等，均给油田的生产带来巨大的经济损失。 石油天然气开采中的腐蚀分为： 化学腐蚀：主要在石油天然气开采的施工过程中，如酸化、压裂、管线和大罐的清洗施工等。 电化学腐蚀：电化学腐蚀是石油天然气开采中腐蚀的主要存在形式，石油管道、井下套管、油管、抽油杆及其井下工具等长期与土壤、井液、天然气和地层水（海水）接触，而使用的金属种类、组织、结晶方向、内应力、外力、表面光洁度、表面处理状况等的差别，金属不同部位接触的电解质的种类、浓度、温度、流速等的差别，在金属表面出现许许多多的阳极区和阴极区，阳极区和阴极区通过金属本身互相闭合形成腐蚀电池，不同的井筒所接触的地层、井液电解质不同、含水不同使井筒构成不同的宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池。石油天然气开采中的电化学腐蚀是所有金属腐蚀中最复杂最特殊的腐蚀。 硫化氢腐蚀：硫化氢水溶液呈弱酸性，含有H+、HS-、S2-和H 2 S分子，具有氢去极化腐蚀，生成硫化铁，吸附的HS-使金属电位移向负值，加速阳极过程使金属电化学腐蚀加快。生成的 黑色的硫化铁（Fe 9S 8 ）层与钢材形成腐蚀电池，硫化铁（Fe 9 S 8 ）是较强的还原物在腐蚀电池 中，钢材是阳极硫化铁是阴极，使腐蚀速度比未覆盖硫化铁的部位高若干倍，形成典型的垢下腐蚀。H 2 S还会引起钢材的氢脆和硫化物应力腐蚀破裂等多种腐蚀。 二氧化碳腐蚀：二氧化碳腐蚀是非含硫油气田的腐蚀介质，二氧化碳溶于水后生成碳酸，对钢材产生氢去极化腐蚀，对含硫井二氧化碳会加速硫化氢对金属的腐蚀。 氧气腐蚀：氧气腐蚀是一种最常见的氧气腐蚀，对石油天然气的管道储罐等产生氧去极化腐蚀和氧浓差腐蚀。 大气腐蚀：暴露在大气中的管道储罐等受氧气、水蒸气等影响产生的氧去极化腐蚀。
防腐、防垢、防蜡工艺设计方法 第一节防腐、防垢 根据老井暴露的腐蚀及结垢问题，分析腐蚀及结垢原因，评价区块现有的防腐、防垢方法的适应性，落实存在的问题，结合现有的防腐、防垢方式对比，有针对性地选择适合本区块的防腐、防垢方法。 水对金属管道和设备会产生腐蚀，油田水中的溶解盐类对金属腐蚀有很大影响，其中最主要的是氯化物。另一类最常见的引起金属腐蚀的物质是水中溶解的氧气、二氧化碳、硫化氢等气体。此外，油田水中存在的硫酸盐还原菌等微生物也会对油井产生严重的腐蚀。 1.1 防腐防垢的必要性分析 1.1.1腐蚀可能性分析 地层水：针对本区块储层特征，了解本区块的地层水、注入水中的溶解氧、二氧化碳、硫化氢、总矿化度、pH值、细菌以及导电率情况，分析腐蚀的可能性情况。 原油：测定原油的含水、硫化氢、二氧化碳、细菌以及盐类情况，确定腐蚀可能性。 气体：分析天然气中含水、硫化氢、二氧化碳、氧与其他盐类、温度、流速等腐蚀情况，决定是否要采取防腐防垢措施。 1.1.2 结垢预测 在油藏工程方案和试油、试采的基础上，收集油田油、气、水和各种入井液分析数据、储层的矿物分析，以及预测油田开发各个阶段的压力、温度、PH值等数据的基础上，对油田开发全过程进行结垢情况的预测。并且要准确预测未来油田结垢的类型、时间和位置，有针对性地采取一定的预防措施，避免或减少结垢对油气田生产造成的危害。用计算的方法进行结垢预测时，为了准确、可靠，在预测的基础上还要取垢样进行分析化验。 1.2 区块已采取的防腐防垢工艺评价 对本区块前期采取的防腐防垢措施进行统计，包括防腐措施、防垢措施，统计目前本区块的腐蚀和结垢情况，对垢样取样分析。针对防腐防垢预测结果，提出是否有必要对本区块开展防腐防垢工作，如有必要，针对腐蚀和结垢类型有针对性地做好防腐防垢工作。 1.3 防腐防垢方案设计
4 电磁阻垢技术的应用 4.1 电磁阻垢技术的应用 自1890年France和Cabell申请专利起，磁场用于水处理已有100多年的历史。1945年T Vermeriven发现磁水可以减少锅炉水垢的生成，从而制造了称做塞皮(CEPI)的磁处理器，建立了名为EPORO的工厂，生产磁处理器。此时的欧洲处于二战之后，物资匮乏，这种不使用药剂的防垢技术很受欢迎。据报道[16]，在挪威，有100余艘海船使用塞皮磁处理器防止锅炉结水垢。在德国，许多工业企业使用塞皮防止锅炉、热交换器结垢。在前苏联，磁化阻垢用于循环水、锅炉给水和热水系统，均取得了很好的阻垢效果。从1945年开始水的磁处理技术得到了广泛的研究和应用。 在70年代前苏联、美国、日本先后掀起了电磁处理研究热，学术界和企业界竟相投入了大量的人力和资金对电磁处理进行研究，取锝了大批研究成果和专利发明，并建成了大型的电磁处理设备。美国的水动力公司(Hydrodynamics)制造出HU磁力防垢装置。HU装置用于天然水、高含盐量水和海水，流速以2m/s为佳，经磁场处理后，水流输送8km仍能有防垢作用。目前，世界上有很多公司生产磁处理器，如Aquamagnetics international，Bon Aqua，Freijie，HDL Fluid Dynamics，Polar等。进入80年代，科学家们对电磁处理进行了更深入的实验研究，并积累了大量的实验资料。 20世纪50年代我国就开始磁化水阻垢的研究与应用，于1959年生产了第一台磁处理器。梁德义[17]将磁感应强度为0.3—0.4T的永磁磁处理器用于锅炉防垢实验，结果不仅可以阻垢同时原有旧垢也已脱落。上海嘉定化肥厂于1993年将CFG内磁处理器用于循环冷却水，其防垢作用十分明显[18]。1996年，莱芜钢铁集团有限公司莱芜铁矿马庄矿区在空压机冷却水总进水管路上安装了一台GW-100大规模电磁场磁化水设备，进行防垢和杀菌灭藻，收到了明显效果[19]。刘卫国报道，在湿式氧化装置的热交换器上使用DAM磁处理器，发现磁处理的阻垢效果明显[20]。近年来，中科院金属研究所与沈阳新能源联合开发公司合作生产了BCH型波纹管式磁处理器，在应用于锅炉的防垢除垢时，也取得了较好的
硫化矿湿法浸出机理研究 摘要：本文主要针对硫化矿，根据其具有还原性的特点，需采用酸和氧化剂进行浸出。由于不同的浸出剂，其反应过程也不相同，分别以不同的化学反应方程式的形式阐述了硫化矿在不同浸出体系的反应机理，同时考察了硫元素在每一个浸出体系反应过程中的存在形态及反应体系中的酸碱度变化，为生产过程出现的现象提供理论依据。 关键字：硫化矿，浸出，反应机理，氧化 1、前言 矿床基本可以分为两大类：氧化矿和硫化矿。氧化矿常采用火法处理，加入碳作为还原剂，将有价金属转换为单质，再经过精炼产出产品。也可以直接以氧化矿为原料用酸浸出，存在矿物处理量大，耗酸高等缺点，且浸出液中有价金属含量较低，一般小于5g/l，杂质含量多且高，后续回收困难。目前较为成熟的回收方法为选择一种特效萃取剂，可得到较为纯净的反萃液，为后续处理创造良好的条件；硫化矿的处理方法分为三部分：选矿、火法冶炼和湿法精炼。选矿可以将脉石与有用矿物分离，提高矿物中有价金属含量，火法精炼可进一步分离钙、镁、硫等其他杂质元素，得到有用矿物成分很高的精矿，精矿有两种出来方法，一种为铸成阳极板进行电解精炼，产出纯度很高的金属板，另外一种为用酸浸出精矿，浸出液净化后电积产出金属板。本文主要针对硫化精矿，探讨其湿法浸出处理过程中的化学反应机理。 2、物料特性 硫化矿主要为硫化物与合金的混合物，还含有少量的氧化物及硅、钙、镁等杂质元素。通常使用酸作为浸出剂，也可在酸浸的过程中加入氧化剂共同浸出。不同金属的硫化物需要的浸出条件不同，其与酸和氧化剂的反应机理各不相同。同时可控制不同的反应条件抑制或加速某种反应的进行，实现选择性浸出的目的。 3、浸出机理 使用的浸出剂不同，其浸出机理也各不相同。根据浸出剂的种类可以分为三大类：硫酸氧气浸出体系、盐酸氯气浸出体系和硝酸浸出体系。在不同体系浸出过程中需加入一种合适的氧化剂才能使浸出过程顺利进行。 3.1硫酸氧气浸出体系 硫酸体系浸出一般分为两个过程：常压预浸和加压浸出，以空气或氧气作为氧化剂协助浸出。在浸出过程中易有硫化氢气体冒出，需严格控制浸出条件，通过保证溶液中的铜离子浓度来抑制硫化氢的冒出。 其反应机理为： 常压预浸 Me+H2SO4=H2+MeSO4（1） Me+CuSO4=Cu+MeSO4（2） 2Me+O2+2H2SO4=2MeSO4+2H2O （3） MeS+H2SO4=H2S+MeSO4 （4） H2S+CuSO4=CuS+H2SO4（5）Me—代表金属元素，如Ni、Cu、Fe、Co等 常压预浸的目的是浸出硫化矿中较为活泼的成分，如合金相及少量的硫化物，减轻加压浸出负担，同时活泼成分与酸反应易产出氢气和硫化氢，不仅埋下安全隐患，还会对加压釜造成腐蚀。由反应（3）可知，常压预浸是酸与氧化剂同时消耗的过程。 加压浸出 MeS+2O2= MeSO4（6）
氟碳铈矿氧化焙烧—盐酸浸出过程反应机理研究氧化焙烧-盐酸浸出法是目前处理氟碳铈矿的主流工艺。该工艺流程长,碱转产生的含氟废水难处理,氟资源难综合回收,严重威胁生态环境。 针对以上问题,相关科研工作者一直致力于氟碳铈矿绿色冶炼工艺的开发。其主要思路为在精矿焙烧过程中添加焙烧助剂将F固定在渣中、气化脱除或转化成可溶性盐后再经水洗脱除,然而此类工艺仍无法实现短流程条件下,氟资源综合利用。 为此,本论文基于氧化焙烧-盐酸浸出法,对氟碳铈矿氧化焙烧过程和焙烧矿盐酸浸出过程进行深入研究,以期为新工艺的开发提供思路。本论文主要研究内容和结果如下:（1）采用热分析对氟碳铈矿在不同气氛中焙烧反应动力学进行分析,结果表明:在空气及氮气中焙烧反应分别属于二维扩散和三维扩散控制。 将精矿置于不同气氛,不同温度下焙烧,采用XPS、XRD及化学分析法对焙烧矿进行分析,结果表明:精矿焙烧过程中矿物的分解和铈的氧化是同时进行的,在氮气中会有约30%的铈被CO2氧化成四价,在氧气中焙烧开始分解的温度比在氮气中的低150℃,且铈的氧化能够加快分解反应的进行。相转变规律为:REFCO3→REOF→Ce7O11+REF3。 整个焙烧过程部分氟逸出,且焙烧温度越高,氟逸出越多。（2）采用HSC6.0软件对焙烧矿盐酸浸出过程模拟计算,绘制出相应体系Eh-pH图,解析推导焙烧矿盐酸浸出过程:调节盐酸pH在（0～6）范围内,可以实现铈与非铈稀土的分离,部分Ce（IV）在浸出时会被还原成三价浸入溶液,且被浸出的F-与 RE3+优先结合成氟化稀土进入渣中,严重降低铈与非铈稀土分离效率。
电厂循环水防结垢防腐及节水的工艺技术研究 发表时间：2019-06-11T17:37:04.147Z 来源：《电力设备》2019年第3期作者：王玉正 [导读] 摘要：改革开放以来，我国经济发展迅速，人民生活水平越来越高，所以人们对生活有了更高的追求，特别是在用水方面，人们对水质的要求越来越高，因此对循环水制造业提出了新的挑战，水必须符合标准来满足了人们的生活需求。 （广西省平果县广西华磊新材料有限公司广西省平果县 531400） 摘要：改革开放以来，我国经济发展迅速，人民生活水平越来越高，所以人们对生活有了更高的追求，特别是在用水方面，人们对水质的要求越来越高，因此对循环水制造业提出了新的挑战，水必须符合标准来满足了人们的生活需求。 关键词：循环水；防结垢；节水；工艺技术 1引言 近年来，我国循环水防垢技术取得了很大的进步，对人们的生产、生活产生了很大的影响。然而，在实际的循环水防结垢节水技术中，由于各种因素的影响，存在一些问题，使其难以有效地开展节水防结垢防腐蚀工作。 2电厂循环水防结垢、防腐及节水工艺中常见问题分析 在我国目前循环水系统中，在其运行过程中经常出现酸冷却器结垢问题、泄漏现象、水温过高、酸温影响等一系列问题，严重影响了水的生产，另外，由于循环水系统的正常使用需要大量的水，这使得循环水很难正常运行。所以，为了更好地保证循环水的水质，我们还需要采取措施，适当降低循环水的碱度和硬度，这就需要大量的水来代替，因此需要大量的水资源。在水循环系统防垢工作中，循环水结构的处理机理主要是在循环水系统中加入缓蚀工艺运行的阻垢剂和藻类杀菌等方法来进行处理，同时，相关人员在对其机理进行相关研究的基础上，丰富了循环水的防垢机理，以更好地保证处理效果。循环水结垢的原因通常是碳酸氢根离子的存在。因此，在普通水的循环中，要对水与空气的界面给予严格的关注，因为水与空气中的二氧化碳的结合反应生成碳酸氢根离子，水一旦循环生成碳酸氢根离子，迅速与水中的钙、镁离子结合，受热生成化学性质非常稳定的碳酸钙、碳酸盐镁，同时在水中沉淀形成水垢，从而形成水垢。 另外，对于二氧化碳来说，当水塔换热时，水中的二氧化碳气体被冷空气吸入大气中，从而导致酸性水的还原，其pH值越高，使碳酸氢根离子的浓度越高，使水产生的碳酸氢钙越多，从而导致严重后果，水中出现结垢现象。此外，随着水中结垢现象的加剧，循环水的PH 值逐渐升高，水温也随之升高，从而增加了冷却塔中的水蒸发量。因此，水的浓缩倍数会增加，从而增加循环水结垢现象的发生。因此，采取干预措施，在最大程度上减少循环水结垢，通常采用的方法是大量更换循环水，使循环水的PH值和硬度能有效降低，但对于循环水系统，由于利用水资源量较大，所以循环水池的容积也很大，要使相关工艺达到标准要求，是一项非常复杂的工作。 另外，对于循环水装置的结垢，即使大量更换循环水，也不能解决问题，由于装置结构上的管道流通面积减小，从而使水流减少，因此，对水进行换热时，温度升高，而碳酸氢钙则分解，生成水垢。 3电厂循环水防结垢、防腐及节水的相关措施 3.1 加强对循环水 pH 值的控制 为保证循环水结垢的有效解决，关键措施之一是加强对水中pH值的控制，通常采用加硫酸的方法。在控制过程中，工作人员需要不断均匀地向循环池中加入硫酸液，并将酸碱度调整到7.5~8.3。此时需要注意的是，PH值不固定在调整范围内，一般根据工厂实际需要进行适当的调整。当循环水控制的pH值在范围内时循环水碱度被控制在 7 mmol/L时，通常循环水的pH值小于7.5，其水具有腐蚀性，一般不会产生水垢，但对于循环水设备来说，已经产生了一定的影响，可导致设备不同程度的酸腐蚀，使循环水的使用寿命降低。当pH值大于8.3时，循环水水质为结垢水质，水中碳酸氢根离子浓度较高，设备结垢概率也很高，呈几何倍数增加。 因此，有关部门应重视循环水pH值的实时监测。此时，应注意加强循环水pH值的连续性和不间断监测，以便更好地保证对循环水pH值的控制，进而有效地减少水中结垢的发生。此外，循环水酸化过程中一般采用硫酸桶和小活塞泵，以达到酸化过程连续性和稳定性的目的，从而加强对水中pH值的有效控制。 3.2 加强对换热设备出水温度的控制 对于循环水系统的换热工作，每当遇到夏季水温时，一旦冷却水的交换量增加，换热设备的水温仍较高，容易产生结垢现象。因此，我们需要有效地控制和调整酸的添加量，以使酸碱值保持在7.5左右。只有这样才能有效地控制水中的碳酸氢钙和碳酸氢钙，避免循环水结垢，有效地保证循环水设备的使用寿命。当循环水系统在冬季，水温较低时，我们需要采取措施将换热设备的出口温度设置为40℃，同时降低循环水的加酸量，酸碱度控制在8.3以下，可根据需要按有关规定同时适当提高循环水温度，使循环水系统运行更加安全可靠。另外，循环水换热设备的水温一般控制在45℃以内，当有换热设备的水温高于45℃时，水中的碳酸氢钙和碳酸氢镁及热分解，从而产生沉淀。当水温越来越高时，碳酸钙和碳酸镁的分解速度会越来越快，也会导致水垢在水量越来越多。水温过高也说明换热水量不够以及循环水温高等问题，因此，我们需要采取措施及时调整水位或水量，控制水温以保证换热设备在45℃以下，从而抑制碳酸氢钙和碳酸氢镁分解，有效减少水垢现象的发生。 3.3 加强对补排水均衡方面的控制 为了有效地解决循环水结垢问题，加强循环水硬度控制是一项重要措施。一般情况下，采用循环水均衡补排的方法，加强对循环水硬度和浓度的控制。排水的主要目的是控制循环水的硬度和浓度，避免循环水硬度高、浓度倍数大的问题。 另外，为了有效地管理循环水系统，必须采取措施加强对其施工过程和现场的控制，并在此基础上，对循环水系统的现场管理和日常清洁工作进行了认真的做好，特别要注意一些藻类和沉积物堵塞水处理设备，对循环水系统的影响。 4结语 综上所述，加强循环水防垢技术的分析，对我国水处理装置的发展起到了重要作用，也给人们的生产生活带来了许多便利，但目前，我国水处理装置在循环水处理中，其结垢现象仍然严重影响着设备的运行，给循环水工作带来不便，因此，我们需要加大研究力度，找出更好的方法来加强对循环水结垢问题的控制，从而更好地提高人民的生活水平，促进我国经济的发展。 参考文献 [1]王盛麟.工业循环水处理技术改进措施 [J]. 化工管理，2017(16):143. [2]聂宏元，彭卫，张磊，等.炼油厂循环水换热器结垢腐蚀现状及原因分析 [J]. 石油知识，2007（5）：24.
中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文） 三元复合驱集输系统结垢规律分析 及防腐技术研究 姓名：朱光旭 学号：920579 性别：男 专业: 石油工程 批次：1203 学习中心：吉林松原奥鹏 指导教师：郭小哲 2014年10月16日
三元复合驱集输系统结垢规律分析 及防腐技术研究 摘要 在三元复合驱（ASP）驱油的过程中，碱与油藏中的一些岩石矿物质发生反应，在采出液进入地面集输系统后，由于掺水伴热，破坏了原来体系平衡使得体系中的硅、泥沙、原油中的胶质沥青质等重质成分析出，沉积在集输管道，造成管道堵塞，给油田生产带来困难。集输系统沉积物质地松软，与粘泥相似，不同于垢的坚硬，遇酸不分解，沉积速度快，难于清除。本文通过对三元复合驱集输系统沉积物的成分和采出液水质进行分析，得出了碳酸盐和硅酸盐的沉积规律，研究开发了一种含有羧基、羟基、膦基、磺酸基和氨基的多功能基团分子抗沉积剂。结果表明对硅酸盐沉积物的防垢率均在80%以上，且防垢率随温度的升高而降低。 关键词：三元复合驱；集输系统；防垢；沉积物
目录 第一章概述 (1) 1.1油田采油技术现状及研究发展的方向 (1) 1.2三元复合驱技术研究发展现状 (2) 1.3三元复合驱油过程中存在的问题 (3) 1.4研究的目的意义及内容 (3) 第二章沉积物的沉积机理及危害 (5) 2.1沉积物产生的原因 (5) 2.2沉积物的沉积机理 (5) 2.3沉积物的危害 (6) 第三章三元复合驱中沉淀物分析及结垢规律研究 (8) 3.1三元复合驱集输系统沉积物分析 (8) 3.2三元复合驱采出液水质分析 (9) 3.3沉积规律研究 (10) 第四章除垢及防垢技术的研究 (13) 4.1除垢技术 (13) 4.2防垢剂及防垢机理 (15) 4.3本章小结 (16) 第五章结论 (18) 参考文献 (19) 致谢 (20)
腰英台低渗透油田防腐防垢工艺研究 王国刚,梁 毅,王 萍,王国晶 (中国石化东北油气分公司长岭采油厂,吉林松原 131100) 摘 要:本文针对腰英台油田地层产出液腐蚀、结垢性强的特点,充分总结分析了前期防腐防垢工艺效果,并在此基础上展开了一些列室内实验和研究工作,取得了一些新的认识。 关键词:低渗透油田;防腐蚀;防垢 中图分类号:T E 358+.5 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)12—0021—021 概况 腰英台油田位于吉林省长春市西北170km 的松原市前郭县查干花镇乡腰英台村,北连乾安、大情字油田,东接大老爷府油田,区域构造位置处于松辽盆地中央凹陷区南部长岭凹陷[1] 。 腰英台油田低渗透砂岩油藏储集层沉积环境为三角洲前缘亚相沉积,具有储层致密、物性差、天然裂缝发育、非均质性严重、平面上发育不连片等特点,针对腰英台油田储层特点和地层水特性、防腐结垢特征,在充分消化相关的国内外成功开发技术基础上,利用该区前期有效开发研究已取得的一些成功经验,通过化学防腐、防垢科学的管理,实现延长油井检泵周期。2 腐蚀结垢机理研究2.2 垢样成分分析 腰英台油田油井垢样成分分析报告 成份含量% 筛管油管1油管2备注 灼烧减量 42.617.916.0酸不溶物0.6510.3 6.54三氧化二物 2.6872.061.8包括F e 2O 3 总铁含量0.4843.836.5钙含量34.20.249.01镁含量 3.18 0.37 1.15 从分析结果看,垢样基本由有机质、CaCO 3、FeS (Fe 2S 3)和未知物等物质组成。筛管中垢质成分主要以CaCO 3为主,Ca 2+含量34.2%;油管垢成分则以FeS(Fe 2S 3)为主,总铁离子含量43.8%。2.3 温度、压力对结垢的影响 根据DB 25井采出液水质分析数据,配制腰英台油田模拟采出液,并在常压时改变温度(恒温48h )后测定溶液中的钙离子含量变化。 模拟采出液中钙离子浓度与温度关系曲线。 模拟采出液中的钙离子浓度随温度升高而降低,°时钙离子浓度为(常温下模拟采 21 2012年第12期 内蒙古石油化工 收稿日期35 作者简介王国刚,岁,男,中石化东北油气分公司长岭采油厂,技术员。 80C 28.1mg/l :2012-0-1:28
磁化水防垢研究综述 邓小雄 (广西师范学院物电学院广西南宁 530023) [摘要]从水垢种类和形成机理、磁化水理化特性、影响磁化水防垢的因素以及磁化水防垢机理方面对目前磁化水在防垢方面的研究进行综述。最后总结目前磁化水防垢研究的主要问题,以期对磁化水防垢的进一步研究有所帮助。 [关键词]磁化水;水垢;防垢;综述 Abstract:This paper summarizes the current study of anti-scaling based on magnetized water from the types and forming mechanism of the scale,the physics and chemistry characteristics of the magnetized water,the factors of influencing the effect of the magnetic water anti-scaling and the mechanism of anti-scaling.Finally the questions of the scale research are summarized in order to improve the further research of the anti-scaling based on magnetized water. Key words: magnetized water;scale;anti-scaling;summary 引言 水垢一般由水中难溶或微溶的无机盐组成，附着在结垢材料容器表面，降低其热交换能力和反应效率的物质。在受热面与传热表面上沉积的附着物层均可称作水垢。水垢不管在日常生活还是在工农业生产中，都带来了严重的危害。除了除垢所造成的巨大经济损失外，还会给生产和生活带来安全问题，如造成锅炉爆炸等。在太阳能行业中，水垢的危害更显严重，真空管内壁一旦结垢，其热量转化值会大幅度下降，再高效的真空管也会因为水垢变得毫无办法。因此，研究如何防止水垢形成具有重大的现实意义。 磁化水指经磁场处理后的水，也叫磁处理水。本文主要讨论的是经永久磁铁产生的静磁场磁化的水。磁化水防垢具有使用方便、经济、无毒和无污染的特点。磁化水还具有除垢、缓蚀、杀菌等多种功能,是一种很有发展前途的水处理方法,
第２３卷第ｌ期河北省科学院学报Ｖ０１．２３Ｎｏ．１１１竺！生！旦！！兰竺堂芷！垦！坚！些！垒！唑竺ｚ竺兰！！！竺！！！坠！：：三塑垒 文章编号：１００１—９３８３（２００６）０１—００６０—０３ 磁化水阻垢技术的研究现状及进展 张东升１，刘振法１’２，张利辉２，闫美芳１ （１．河：ＩＩ：Ｚ业大学化工学院，天津３００１３０；２．河北省能源研究所，河北石家庄０５００８１） 摘要：阐述了国内外对磁化水阻垢技术的研究现状、进展，介绍了磁化防垢技术在锅炉、工业水处理中 的应用。 关键词：磁化水，阻垢，水处理 中图分类号：ＴＱ０８５文献标识码：Ａ Ｓｔａｔｕｓａｎｄｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒａｎｔｉ－ｓｃａｌｉｎｇＺＨＡＮＧＤｏｎｇ—ｓｈｅｎ９１，ＬｌＵＺｈｅｎ—ｆａｌ?２，ＺＨＡＮＧＬｉ—ｈｕｉ２，ＹＡＮＭｅｉ—ｆａｎ９１ （Ｊ．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｌｔｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，死，衲３００１３０，Ｃｈｉｎａ； ２．ＨｅｂｅｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｅｒｇｙＳｏｕｒｃｅｓ，Ｓｈｉｙｉａ矗ｎａｎｇＨｅｂｅｉ０５００８１；Ｃｈ／ｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：７ｒｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｓｔａｔｕｓａｎｄｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒａｎｔｉ—ｓｃａｌｉｎｇ，ｔｈｅ印一ｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｂｏｉｌｅｒａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉｃａｌｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍａｇｎｅｔｉｃｗａｔｅｒ；Ａｎｔｉ—ｓｃａｌｅ；Ｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ 磁化即使水流过一个磁场，与磁力线相交，水受磁场外力作用而磁化。经过磁场处理的水即为磁化水…。磁化水处理技术已广泛应用于工业、农业、医学等领域，目前应用较为广泛的是在锅炉、工业水处理中的阻垢方面。磁化水阻垢研究始于１９４５年比利时工程师Ｔ．Ｖｅｒｍｅｉｒｅｎ，他成功地将磁化水应用于锅炉的阻垢，并申报了专利，为磁化阻垢技术的研究拉开了序幕。当今随着环境保护的日益严格和水资源的日益紧缺，磁化阻垢技术的研究应用得到愈来愈广泛的重视。而磁化阻垢技术是一种物理方法，此法无需投加任何药剂，无毒无污染，能有效防止管道和设备结垢，且投资少，操作简单，是一种高效节能、环保型工业水处理技术。 １磁化阻垢技术的研究现状 １．１磁场对水的物化性质的影响 水经过磁场后物理化学性质的变化是许多实际应用的基础。应该指出，对理想的纯水还没有进行过研究。实验所用的是蒸馏水、工业用水、合成溶液等‘引。 赵新杰【３１对磁化水的各种物理特性进行测试，发现磁化水的表面张力、电导率均有所增大，磁化水的沸点略有降低。朱元保等Ｈ１研究发现：磁化水的ｐＨ值、溶解氧和难溶盐的溶解度均增加，紫外线吸收峰和密度降低，挥发性加快。大量文献报道磁处理后溶液的ｐＨ值会发生变化。通常发现ｐＨ值是降低的，也有发现ｐＨ值会升高，这可能与ＣＯ：气体的脱气和溶解反应有关。 １．２影响磁化阻垢效果的主要因素 １．２．１磁场方向、作用时间的影响根据磁场方向与流体流动方向间的关系可分正交式和平行式两种，目前研究应用中效果较好的多为正交式。磁处理作用时间与次数是影响阻垢的重要因素之一。通常一次通过磁处理器的阻垢效果差，而在磁场中循环作用下的阻垢效果好。即水在磁场中的停留时间越长，磁作用的效果越明显。磁处理的作用时间与水的流速是紧密相关的，磁处理存在最佳流速ｕ１，Ｐｏａｌｒ公司认为通过磁处理器的最佳流速为１．５—３．Ｏｍ／ｓ。Ｍ．米海松认为磁场强度与水的流速的乘积有一恒定的最佳值，当磁处理的磁场强度大时，其 收稿日期：２００５—１０一１１ 基金资助：河北省自然科学基金项目（Ｂ２００４０００７４９） 作者简介：张东升（１９７７一），男，河北省石家庄市人，在读硕士研究生，助理工程师，主要从事工业水处理方面的研究通讯联系人：刘振法，男，在读博士，研究员． 万方数据
高硅氧化锌矿微波辅助浸出机理研究 锌矿主要分为硫化锌矿和氧化锌矿两类，由于硫化锌矿的日益枯竭，氧化锌矿的开发逐渐受到重视。氧化锌矿通常含SiO2较高，直接酸浸时溶出的SiO2容易致使矿浆固液分离困难，如何改善矿浆的过滤性能是高硅氧化锌矿硫酸浸出工艺研究的重要内容。 论文通过研究SiO2的溶出行为及SiO2溶胶对矿浆过滤性能的影响，在一定程度上确定了高硅氧化锌矿硫酸浸出除硅过程的机理；继而研究微波加热对矿浆过滤性能和矿石浸出过程产生的影响，大致地确定微波在浸出过程中所发挥的作用；再以上述的机理研究为基础，将微波加热技术安全地引入到氧化锌矿石的浸出过程中，提出微波辅助浸出工艺。 SiO2溶胶的浓度、pH、温度、电解质、聚沉剂和搅拌强度是影响矿浆固液分离性能的主要因素。 通过实验，就导致矿浆过滤困难的参数条件，有了基本的了解，并确定矿石浸出后，SiO2浓度处于3～6g／l范围，pH等于5时，沸腾的矿浆经过15min左右时间后，易于过滤分离。实验还确定了小于100g／l的 Zn2+浓度不会影响矿浆的过滤和聚沉；而将SiO2浓度降低至小于0.5g／l，可以不使用任何聚沉剂；实验发现，只有强烈的搅拌才能得到过滤性能良好的矿浆。 对比传统电炉加热和微波加热实验结果，在一定程度上确定，微波对矿浆固液分离性能没有明显的影响，微波基本上也不会改变矿石浸出过程中各物质的行为。而作为清洁、高效的加热技术，微波能够极大地减少冶金过程的能耗。 所以将微波加热技术引入浸出过程，可以改善能量利用率而同时不会产生
石化装置防垢防腐蚀相关知识和解决方案 摘要 结垢、腐蚀严重影响企业的正常生产。为了解决结垢、腐蚀问题，现在常用的方法是化学法，但是它成本高、工艺复杂，有效期比较短，而且会对设备不同程度的二次污染。为了减少清垢次数，节省作业成本，并减少化学药剂对设备的二次污染，从而研究电化学法防垢、防腐技术。电化学法防垢、防腐技术是利用活性强的金属的水合作用，对设备流体催化处理，从而起到防垢、防腐作用。电化学防垢、防腐的研究，为解决企业生产中的结垢腐蚀问题开辟了一个新的途径。 什么是垢？有哪几种垢？ 1. 水垢：主要成分碳酸盐(较软)硫酸盐(较硬)硅酸盐(较硬)。 2. 煤焦油垢：主要成分为含碳的有机物和部分有机物与无机物的混合物。 3. 锈垢：主要成分为金属的堆积物。 4. 尘垢：主要成分为自然界中各种杂质颗粒,油脂等液珠长期形成的堆积物。 5. 物料垢：主要成分为设备中的工作介质,是由于工作条件的变化等原因导致的工作介质在设备上的沉积,这样的污垢是成分.结构最复杂的垢质,是最难清洗的.例如,氧化铝料槽的"锅巴"。 6. 混合垢:在一台设备内同时结有上述两种以上垢物的混合体。液体、垢质较复杂。 7. 油垢：主要成分是油类物质。 8. 胶垢：主要成分是胶类物质。 什么是水垢？ 天然水中含有大量的金属离子和非金属离子，其中钙盐和镁盐等具有反溶解性，即其溶解度随着水温升高而下降。因此，水加热到35 ℃以上时就会开始解析出针状结晶体并牢固地附着在容器壁上，逐渐形成厚厚的一层，这就是水垢。
水垢有何危害？ 水垢是万恶之源，且长期困扰着人类。它使热效下降，能源浪费，管道堵塞，甚至会发生锅炉爆炸等恶性事故。因此设备中的水垢必须清除。传统的除垢方法（化学药物法、离子交换法等）均不能彻底根除水垢，只能延缓结垢的时间。据统计，到1990 年我国每年由于结垢所浪费的煤炭占总用量的1/3；每年由于结垢而报废的锅炉达数万台，每年除垢费用达数亿元，即使发达国家对此亦无良策。 各种换热器结垢的原因是什么？ 换热器管程或壳程走生水的一面，生水没有经过软化处理造成的。 凝汽式汽轮机组凝汽器结垢的问题和危害是什么？ 企业的凝汽式汽轮机在运行中经常会遇到真空逐渐下降的问题，尤其夏季，凝汽器真空对汽轮机运行的经济性影响较大，如其它条件不变，真空度每变化1％，汽轮机的汽耗率平均变化1％～2％。不仅使机组能耗上升，影响机组经济性，还会威胁机组安全，严重时还要降低发电负荷。故一般规定：排汽压力升高到0.015MPa 时，应降低负荷，排汽压力升高到0.03MPa 左右时，应将负荷全部卸完，直至按规定的条件实行故障停机，直接影响了企业的经济效益。导致真空下降的主要原因之一是凝汽器铜管内壁污垢的形成。并随着时间的推移逐渐加厚，阻隔了换热。 一般企业多采用井水、河水作为循环水，这些天然水中原来就含有能溶解在水中的杂质和盐类，例如重碳酸钙盐和重碳酸镁盐。把这样的天然水作为循环水时，天长日久，由于蒸发损失，要产生浓缩，当浓缩到一定程度，超过了它的溶解度时，碳酸盐是不能溶于水的沉淀物，水中超过了此限度的部分盐类就要沉积在凝汽器的铜管内壁结成硬质的盐垢。 根据流体力学原理，循环水在铜管内流动分为层流和紊流两种基本形式。铜管内流动的循环冷却水在外力作用下，以不同的流速流过铜管内同一断面，紧贴管壁的一层，流速很慢（称为边界滞留层）。水中的CaCo3和粘垢最易滞留在铜管内壁上，形成边界滞留层。 据有关资料介绍，水冷设备换热器中水垢厚度>2.16mm 时，传热系数平均下降51%，设备运行效率下降50%，而形成水垢时间仅25 天。如此短时间内造成的严重危害，导致凝汽器长期处在低效率中运行。为解决水垢问题，一部分企业采用停车清洗，依据凝汽器铜管内壁结垢的严重程度安排清洗次数。以停机四天计：5 万KW 机组为例，损失上100 万，还要支付人工费用。硬垢用酸洗就是处理得当，也要严重影响铜管的使用寿命，还不算酸洗带来的污染问题。清洗完成后又怎样呢？只能保持一个月，还过不了夏季；另一部分企业在
电磁水处理技术的防垢机理了解电磁水处理技术的防垢机理了解 工业用水由于存在着钙盐和镁盐，通常在加热到 35 度以上时，就会析出针状结晶体，并牢固的附着在器壁上，形成一层厚厚的水垢。鸡西水处理设备水垢的导热系数很低，只有钢材的1/15~1/100 ，因此水垢的存在将大大降低热效率，浪费能源，严重时还会引起管路的堵塞，甚至出现由于传热的不均匀，引起器壁热膨胀的不均匀，导致管壁破裂爆炸，因此水垢的存在危害极大。 传统上利用离子交换法去除水中的钙镁离子达到防垢的效果，或利用化学清洗法作为除垢的方法，这类化学方法的优点是效果明显，见效快，但存在着设备投资大，或腐蚀管道，引起环境污染，在清洗的过程中需要停机等缺点。因此人们一直在探索着简单有效的物理方法，以代替成本高，有污染的化学方法。物理方法自产生到现在，经历了五代产品的更新换代。 第一代产品是永磁法， 1945 年比利时工程师 Vermeiren 发现通过 3000 高斯磁场的水具有防垢除垢的特征，并开发了永久磁铁作成的，具有无须人管，无须加药，无须通电，无污染，节能型的防垢除垢设备，开创了物理法的先河。但有一个致命的
缺点：褪磁。金属管路形成磁路导致退磁较快，刚开始使用效果良好，一年半载后效果逐渐减退，直至无效。 为了消除退磁的弱点，用电磁铁代替永久磁铁开发了第二代产品。其缺点是需要较大的电流，导致线圈发热，不能连续工作，且耗能较大。既然磁场能防垢除垢，电场是否也能达到防垢除垢的效果呢?人们发现经 3500V 以上高压静电处理过的水同样具有防垢除垢、防腐阻锈的作用，同时还具有杀菌灭藻功能。它克服了前一代产品的缺点却产生了新的缺点：绝缘材料在水中易老化，设备常需检修;而且高压电容易对其他控制设备产生影响。为了克服以上缺点，人们研制成功了利用电解法的第四代产品。由一根金属阳极和筒体阴极组成，在极间加 10—20V 的直流电，形成电场以达处理水目的，其弱点是阳极由于氧化易腐浊，需经常更换，水处理也不大。 第五代产品对水施以高频电磁场以达到防垢除垢、防腐阻锈的目的。它克服了前四代产品的缺点，且具有水处理量大，效果稳定，使用寿命长等优点。以上五代产品都是利用电磁场来达到防垢除垢，防腐阴锈目的的。那么他们的作用机理又是怎样的呢? 机理探讨 前面介绍了五类水处理技术产品，在一定条件下都有较好的防垢除垢效果，只是各有的特点。第一二代用磁来处理，第三
1．引言 磨削液在磨削硬质合金刀具的过程中不仅可以降低磨削温度，而且可起到提高磨削质量和磨削效率的作用，因此在加工中得到广泛使用。但据近期国外文献报道，在磨削硬质合金刀具时采用磨削液有可能使硬质合金中的钴浸出。钴是硬质合金材料中的粘结剂，它的浸出将大大降低硬质合金刀具的使用寿命；同时，磨削废液中钴含量过高会污染环境，对工人身体健康造成危害。因此，研究磨削硬质合金刀具时的钴浸出机理，寻找减少或避免刀具中钴浸出的有效方法，具有十分重要的意义。目前这方面的研究成果国内尚未见报道。为此，我们模拟硬质合金刀具的磨削过程设计了一系列机械试验，并对试验结果进行了分析测定，采用微乳液介质—分光光度法测定硬质合金刀具磨削前后磨削液中的钴含量，用扫描电子显微镜对硬质合金刀具进行测试分析，最后根据试验结果综合推导了钴浸出机理，并提出了解决问题的初步方案。 2．模拟实验与分析 （1）机械试验 通过模拟硬质合金刀具的实际磨削过程，分别进行了磨削试验、摩擦试验和浸泡试验。 A．磨削试验 刀具：YG6硬质合金刀具；砂轮：直径?150mm，绿色碳化硅磨料，粒度46#；机床：CA6140型车床，转速1120r/min。 试验时，将砂轮装在自制芯轴上，芯轴一端卡在三爪卡盘上，另一端用顶尖顶住；硬质合金刀具固定在刀架上。磨削过程中分别使用600ml蒸馏水、油酸三乙醇胺和三乙醇胺三种磨削液。样品编号及试验数据见表1。
和2.00%)，表明三种磨削液对钴的浸出能力依次递增并以三乙醇胺最强，这与分光光度分析结果是一致的。此外，刀具与钢套摩擦后，刀具中部分钴元素扩散到钢中(Co元素重量比由试样C02的5.13%减少为C14的1.43%，F1中Co增加到0.60%)，同时钢套中部分铁元素扩散到刀具中(C14中Fe增至24.99%)，这验证了扩散磨损的存在。 3．钴浸出机理探讨 根据试验及分析结果可作如下推论：磨削硬质合金刀具时，刀具中钴原子首先被空气氧化为二价钴Co(II)，Co(II)可与磨削液中的OH-或三乙醇胺(TEA)反应生成配合物使钴从刀具中浸出。由于油酸三乙醇胺和三乙醇胺磨削液中TEA可与Co(II)配位，且其中的OH-浓度远大于蒸馏水，因此二者对钴的浸出能力均强于蒸馏水。同时，在油酸三乙醇胺磨削液中，三乙醇胺与油酸反应，配位能力降低，且其OH-浓度低于三乙醇胺磨削液，因此三乙醇胺磨削液对钴的浸出能力强于油酸三乙醇胺。 另外，硬质合金刀具与钢摩擦时，硬质合金中的部分W、Co元素会向钢中扩散，而钢中部分Fe元素也会向硬质合金中扩散。因此磨削液中钴含量较少。综上所述，可得出如下结论： （1）磨削时使用水、油酸三乙醇胺、三乙醇胺作为磨削液，均可使硬质合金刀具中的钴浸出，且浸出能力依次增强。 （2）常温下，用含三乙醇胺的磨削液长时间浸泡硬质合金刀具可使刀具中的钴元素浸出。 （3）硬质合金刀具与钢摩擦，刀具中钴的损失形式主要为扩散磨损。 根据上述结论，为减少硬质合金刀具磨损，避免刀具中钴元素的浸出，减少环境污染，实现绿色制造，作者建议：①研制三乙醇胺的替代品以抑制磨削液对钴的浸出作用。②使用含三乙醇胺的磨削液磨削硬质合金后，应及时将硬质合金碎屑从磨削废液中分离，避免长时间浸泡而使钴浸出。
油气井结垢机理研究与防垢剂研制 研究生：周吉萍指导教师：尹代益 1 引言 油气田开发过程中，油气藏中的流体（油、气、水）从油气层中流出，经井筒、井口到地面集输系统，由于温度、压力和油气水平衡状态的变化，容易发生无机盐类的沉积，生成垢，结垢现象的发生，将给生产带来不利影响，使产量降低，不能正常连续操作，甚至停产，使油气井和设备过早报废，因此，研究垢的生成与防治，具有重要的现实意义。 本论文的目的是基于四川江油川西北矿区平落４井卤水开采过程中产生的盐堵问题，讨论了导致卤水溶解度下降从而析出盐垢的主要影响因素，即温度、压力和气体的脱气蒸浓作用对卤水溶解度的影响。本文还针对CaCO3和CaSO4垢的防治,开发了丙烯酸、甲基丙烯酸和丙烯酰酸的三元共聚防垢剂产品系列，并对此系列产品的防垢效率作出了评价，分析了影响防垢率的主要因素。 本章还讨论了CaSO4、CaCO3和NaCl的溶解度及沉积的原因。 控制结垢的作用主要在于：(1)防止晶核化或抑制结晶变大；(2)分离晶核，控制成垢阳离子，主要是螯合二价金属离子；(3)防止沉积，保持固体颗粒在水中扩散并防止在金属表面沉积。 油田系统常用控制结垢的方法有下面几种：(1)控制物理条件；(2)从水中除去成垢物质，(3)避免不相容水的混合；(4)防垢剂；(5)利用微生物防垢。 2 影响卤水溶解度的主要因素 2.1卤水样品的来源 本节中说明了作为本章研究所用的1号至4号卤水样品的来源地、取样层位、取样时间和出口温度等基本资料。 2.2卤水水样矿化度的测定 水中溶解的离子、盐类及胶体的总含量称为水的矿化度（其中不包括溶解气体和悬浮物质）。本文采用直接蒸发法、Na2CO3法和NaF法这三种方法来测定卤水的矿化度。对这三种方法进行了评价，并用纯NaCl溶液作验证实验。 本节介绍了直接蒸发法、Na2CO3法和NaF法的原理以及计算公式，列出实验所需的药品及仪器，得出了实验结果。 结论：（１）由于平４井卤水中Ca2+,Mg2+含量偏高，直接蒸发称量时，一方面由于干燥后生成的CaCl2、MgCl2等盐类具有强烈的吸湿作用因而在实验过程中难以恒重。另一方面在干燥过程中，生成了部分带结晶水的硫酸盐和氯化物（如CaSO4· 2H2O、MgSO4· 3H2O、MgCl2·6H2O 等），这些盐中的结晶水很难除去，这就导致测量结果偏高。而加入Na2CO3或NaF与卤水一同蒸干，便避免了生成吸湿性盐类和难除去结晶水的盐类。Na2CO3法因碳酸盐在烘干时受热分解而使结果偏低，NaF法不仅避免了结晶水的影响，也避免了热分解作用，所以NaF法是一种更合理的方法。 (2)各样品卤液的矿化度略有不同，这是由于这些水样是在发生盐堵之后重新解堵开井后取得的，1#样的取样时间最早，井内原来沉积的盐粒被卤液逐渐冲洗携带出来，造成卤液中总盐偏高这一假象。随着排卤量的增加，总盐最终趋于稳定。 2.3水样中铁含量的测定 由于卤水对设备和管线的腐蚀很严重，本文中测定了铁含量。论文中介绍了测定铁含量所用的实验方法、药品和仪器以及试剂的配制和实验操作步骤，并对试验结果进行了分析。 2.4温度对卤水溶解度的影响 用直接蒸发法、Na2CO3法和NaF法测定1号至4号卤盐的溶解度随着温度的变化情况，进一步论证NaF法的合理可靠性，并得出实验结果，我们将其绘制成一系列图表, 经过对实验数据的分析，得出如下结论： (1)温度对卤盐溶解度的影响很大。当温度从20℃上升到100℃时，纯NaCl晶体在水中的溶