Метод за почистване на топлообменник от карбонатни отлагания
Изобретението се отнася до геотермалната енергия и може да се използва за почистване на геотермално оборудване от карбонатни отлагания. Предложен е метод за почистване на топлообменник от карбонатни отлагания, включващ доставка на геотермална вода с концентрация на въглероден диоксид над равновесната стойност, която се създава чрез увеличаване на общото, съответно и парциалното налягане на въглеродния диоксид в пречистения топлообменник, докато почистеният топлообменник е свързан последователно към чистия топлообменник и част от въглеродния диоксид се отстранява от геотермалната вода, преди да се подаде към чистия топлообменник до равновесна стойност и f в геотермална вода, преди да бъде подаден към почистения топлообменник, парциалното налягане на въглеродния диоксид в почистения топлообменник се поддържа на ниво над равновесната стойност. Изобретението позволява да се увеличи ефективността на почистване на топлообменника, както и да се изключат топлинните загуби от геотермалната вода, използвана за захранване с гореща вода. 2 болен.
Чертежи към патент България 2528776
Изобретението се отнася до геотермалната енергия и може да се използва за почистване на геотермално оборудване от карбонатни отлагания.
Известни са методи за механично (хидромеханично) почистване на повърхности на различно оборудване от твърди отлагания на калциев карбонат [1, 2]. Почистването се извършва със специален почистващ инструмент - стъргалки, зъбни корони, ролкови дюзи, центробежни фрези, а почистените отлагания се отстраняват чрез течна струя. Използването на тези методи е улеснено в случай на насипни отлагания с плътност 1500-1900 kg/m 3 с отворен достъп до повърхността, която трябва да се почисти. Отстраняването на плътни твърди отлагания на труднодостъпни места изисква големиразходи, а по време на процеса на почистване е възможно механично увреждане на стените на почистваното оборудване. Недостатъците на тези методи също включват разходите за монтаж и демонтаж и престой на оборудването по време на почистване.
Съществува и метод за почистване на оборудване от карбонатни отлагания с помощта на различни химически реагенти, главно съдържащи киселина [3, 4]. Най-голям ефект дава, както е известно, използването на солна, сярна, азотна киселина. Най-често киселинното измиване се извършва с разтвор на солна киселина, който образува разтворими соли при взаимодействие с всички отлагания. Недостатъците на този метод са: висока консумация на киселини, корозия на оборудването по време на почистване, замърсяване на околната среда, както и допълнителни разходи за монтаж и демонтаж и престой на оборудването по време на почистване.
Най-близо до заявеното изобретение е метод за почистване на геотермално оборудване чрез разтваряне на карбонатни отлагания с въглероден диоксид, съдържащ се в геотермалната вода [5]. За да направите това, в оборудването, което се почиства, парциалното налягане на въглеродния диоксид се поддържа над равновесната стойност, което създава агресивен въглероден диоксид във водния разтвор.
Агресивният въглероден диоксид, повишавайки киселинността на разтвора, превръща твърдия калциев карбонат във воден разтвор под формата на силно разтворима калциева бикарбонатна сол.
При този метод парциалното налягане на въглеродния диоксид се увеличава чрез увеличаване на общото налягане в оборудването, което се почиства. Въпреки това, при почистване на топлообменното оборудване по този метод се получава топлинна загуба на геотермална вода поради наличието на слой от отлагания върху топлообменната повърхност, в резултат на което потенциалът на геотермалната вода се използва с ниска ефективност. Тъй като процесът на почистване на оборудването отнема значително време (порадиниска киселинност на разтвора на геотермалната вода, използван за почистване), тогава топлинните загуби нарастват пропорционално на времето за почистване.
Техническото решение на предложения метод е да се повиши ефективността на почистване на геотермалния топлообменник от карбонатни отлагания.
Проблемът се решава поради факта, че при метода за почистване на топлообменника от карбонатни отлагания, включително доставката на геотермална вода с концентрация на въглероден диоксид над равновесната стойност, която се създава чрез увеличаване на общото, съответно и парциалното налягане на въглеродния диоксид в почистения топлообменник, почистеният топлообменник е свързан последователно към чистия топлообменник и част от въглеродния диоксид се отстранява от геотермалната вода, преди да се подаде към чистия топлообменник до равновесна стойност и се подава в геотермалната вода, влизаща в почистения топлообменник, докато парциалното налягане на въглеродния диоксид в почистения топлообменник се поддържа на ниво над равновесната стойност.
Същността на изобретението е илюстрирана с чертежи и данни за разтворимостта на твърди отлагания на калциев карбонат в геотермални водни кладенци. 27T (Махачкала, Република Дагестан), представени в таблицата. Фигура 1 - равновесни параметри на водни кладенци. 27T, при което не отделя и не разтваря твърдата фаза на калциевия карбонат, а фигура 2 е диаграма на свързване на почистен топлообменник към чист топлообменник.
За всеки геотермален кладенец има параметри на водата, при които тя не се разтваря и не отделя твърдата фаза на калциевия карбонат [6]. Например, фигура 1 показва линията на равновесните стойности на налягането и температурата на водата на кладенеца 27 T. В точки с параметри на налягането и температурата на водата над линията на равновесие, твърдата фаза на калциевия карбонатсе разтваря като калциев бикарбонат
В този случай, колкото по-висока е точката от линията на равновесие, толкова по-висока е скоростта на разтваряне (виж таблицата). Напротив, в точки, разположени под линията на равновесие, от водата се отделя твърда фаза на калциев карбонат. Използвайки графиката на равновесните параметри на водата от работния кладенец и чист топлообменник, е възможно топлообменникът да се почисти с твърди отлагания на калциев карбонат, без да се губи топлинният потенциал на геотермалната вода на този кладенец.