CN201132801Y

CN201132801Y - 物理除垢器

Info

Publication number: CN201132801Y
Application number: CNU2007200420662U
Authority: CN
Inventors: 沈晓翔; 吴国安; 严庆雨
Original assignee: SHICAI TWO FACTORY JIANGSU OIL FIELD BRANCH COMPANY SINOPEC
Current assignee: SHICAI TWO FACTORY JIANGSU OIL FIELD BRANCH COMPANY SINOPEC
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2017-12-06

Abstract

本实用新型涉及一种物理除垢器。包括除垢器的壳体，在壳体上、下两端设有进液口接头、出液口接头，壳体内填装晶种材料。其优点在于：由于物理除垢器的壳体内填装了晶种材料，可以使液体中过饱和的成垢离子或悬浮的成垢离子在晶种材料表面诱发形成垢，减少它们在管线或设备表面发生沉淀结垢的几率；由于晶种材料为钢材刨削产生的铁屑，它具有比壳体内壁表面积大、表面自由能高等特点，具有非常强的异相成核作用，将气、液体中过饱和的结垢物质、已结晶但未附着的垢快速的附着在铁屑上，可以达到保护整个系统的目的。定期对铁屑进行酸洗从而达到除垢，还能重复使用。

Description

物理除垢器

技术领域

本实用新型涉及一种利用晶种技术去除过饱和垢或悬浮的垢的物理除垢装置。

背景技术

从结晶动力学的角度讨论，结垢过程实际上是成垢离子从过饱和溶液中结晶析出、聚集并沉淀的过程。长期使用的器皿、管路容易结垢，直接影响器皿、管路的正常使用，如何减少器皿、管路的内壁结垢，延长器皿、管路的使用周期，一直是人们关注和需要解决的技术问题。

人们防止结垢的基本思路通常有两种：①防止结垢物质的形成；②防止结垢物质之间的粘结及其在传热表面上的沉积。基于这两种思路，目前国内外普遍使用的防垢方法多为化学防垢法，近年来出现了物理和工艺的防垢方法。前者是通过稀释方法或加入阻垢剂来防止结垢物质的形成，而后者则是通过造成某种条件或改变外界条件来破坏成垢。

化学法防垢主要是通过稀释和加入化学阻垢剂的方法阻止或减少无机盐在溶液和流体通道壁上的结晶沉淀。例如：加酸或注入CO2防止碱性垢；或加入阻垢剂防止各种垢，化学法防垢虽然能够防止或减少器皿、管路的内壁结垢，但是由于化学法防垢不仅需要不断的投放化学阻垢剂，使用成本较高，而且投放的化学阻垢剂还会影响器皿、管路内的液体或气体的理化特性，为后期的加工和使用带来麻烦。

物理法防垢是通过某种作用阻止无机盐沉积于系统壁上，同时允许无机盐在溶液中形成晶核甚至结晶，但这种结晶一般悬浮于溶液中而不粘附于系统的器壁上。目前使用的各种物理法的防垢机理可归纳为以下各作用：①振散作用；②震壁作用；③电解作用；④磁场效应；⑤辐射作用；⑥催化作用。具体方法有：

超声波处理。超声波防垢一般采用间接处理液流的方法。处理后的液流中结晶颗粒尺寸变小，与地层孔壁和金属管柱表面的粘附程度明显减弱。

磁防垢技术。该法使用的是永久磁铁和电磁铁设备防垢。然而磁防垢效果也与含盐量有关，含盐量越高，防垢效果越差。从国内外有关资料来看，磁防垢技术适宜于含盐量低于3000mg/l的水溶液。

高频及射频防垢技术。高频防垢技术的原理是在高频电场作用下，水中离子极化，使成垢晶体发生畸变，同时在高频振荡过程中，使水中大颗粒晶体破碎，从而起到防垢作用。

由于上述物理法防垢一般仅仅使结晶悬浮于溶液中，同时附属设备也比较复杂，在较长输送管路中使用，其作用距离往往与附属设备的功率有关，需要沿输送管路设置多台附属设备，确保他们在有效作用距离边缘发生重叠。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对化学法防垢存在的需要不断的投放化学阻垢剂，使用成本较高，且投放的化学阻垢剂还会影响设备、管路内的液体或气体的理化特性，为后期的加工和使用带来麻烦的实际问题，据供一种物理除垢器。

本实用新型的目的是这样实现的：一种物理除垢器，包括除垢器的壳体，其特征在于：壳体上、下两端设有进液口接头、出液口接头，壳体内填装晶种材料。

在本实用新型中：晶种材料的上下两端分别设有上部钢网和下部钢网，上部钢网和下部钢网之间的壳体壁上设有人孔和晶种材料添加口。

在本实用新型中：所述的晶种材料为钢材刨削产生的铁屑。

由于晶体的形成要经过成核、晶体长大、成熟和老化等步骤。成核指沉淀作用可在细微颗粒上发生，这些细微颗粒便称为核或晶种。如果不引入晶种，溶液可能需要饱和几十倍(即成垢离子浓度的乘积为溶度积的几十倍)才会发生沉淀。如核是沉淀成分的分子或离子对簇，称为均相成核作用；若核是外来颗粒或固体表面，则称为异相成核作用。实践证明：成垢离子接触的固体表面积越大、成垢离子实际浓度越高时，晶体长大速率越快。晶核形成过程中需要消耗能量，而在表面能较高的固体表面上形成结晶中心所需的能量比在溶液当中形成结晶中心所需的能量低，因此结晶更容易在这样的固体表面生成，并且与溶液接触的固体表面面积越大，晶核形成的数目越多。

本实用新型的优点在于：由于物理除垢器的壳体内填装了晶种材料，可以使气、液体中过饱和的成垢离子或悬浮的成垢离子在晶种材料表面诱发形成垢，减少它们在管线或设备表面发生沉淀结垢的几率；由于晶种材料为钢材刨削产生的铁屑，它具有比壳体内壁表面积大、表面自由能高等特点，具有非常强的异相成核作用，将气、液体中过饱和的结垢物质、已结晶但未附着的垢快速的附着在铁屑上，可以达到保护整个系统的目的。定期对铁屑进行酸洗从而达到除垢，还能重复使用。

为了便于检验某一种特定的水质能否采用本实用新型进行处理，提供了简单的实验装置：所述的壳体为管状，上下端通过螺纹分别与进液口接头、出液口接头对接。

附图说明

图1是实用新型的一种实施例的结构示意图；

图2是实用新型实验模型的结构示意图。

图1中：1、进液口接头，2、下部钢网，3、人孔，4、晶种材料，5、上部钢网，6、晶种材料添加口，7、出液口接头，8、壳体。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本实用新型实施例的具体结构，下面结合附图对本实用新型作进一步地说明。

由图1可见，物理除垢器包括除垢器的壳体8，壳体8上、下两端设有进液口接头1、出液口接头7，壳体1内填装晶种材料4。在本实施例中，晶种材料4的上下两端分别设有上部钢网5和下部钢网2，上部钢网5和下部钢网2之间的壳体壁上设有人孔3和晶种材料添加口6。所述的晶种材料4为钢材刨削产生的铁屑。使用中，只要将本实施例串接在管路中就能达到防止或减少整个系统结垢的目的，并可以通过人孔3和晶种材料添加口6清理或装填晶种材料4。

由图2是本实用新型作为现场试验装置的实施例，它的壳体8为管状，上下端通过螺纹分别与进液口接头1、出液口接头7对接，壳体8内填装晶种材料4。本装置可以用于对晶种材料在管路中结垢效果进行判断，为管路系统中选择最佳晶种材料提供具体应用的工艺参数和试验数据。下面以管路输送液体为例说明其使用方法：使用中垂直放置，将液体(原液)缓慢从进液口(下)进，从出液口(上)出，计量总液量，当总液量达到N(N可取100-1000)倍水容积时，关闭进液侧阀门，卸下出液口接头7，壳体内的液体保留70％作为检测用稀释液，然后向壳体8内加入浓盐酸，溶解晶种材料上的垢，然后测量酸液中钙离子和镁离子浓度(钙离子和镁离子浓度分别为A1、A2，单位为mg/L)。再取与检测用稀释液等量的原液，加入浓盐酸，调PH值到1～2，测钙离子和镁离子浓度(钙离子和镁离于浓度分别为B1、B2，单位为mg/L)。并按下式计算出晶种材料对每升液体(原液)的除垢量：

G＝2.5*(A1-B1)/N+3.5*(A2-B2)/N，单位：mg/L

在同等条件下，G值越大，晶种材料的异相成核作用越强，防止或减少在管路中结垢的效果越好。

Claims

1、一种物理除垢器，包括除垢器的壳体，其特征在于：壳体上、下两端设有进液口接头、出液口接头，壳体内填装晶种材料。

2、根据权利要求1所述物理除垢器的现场实验装置，用于确定晶种材料能否用于处理某种水，其特征在于：所述的壳体为管状，上下端通过螺纹分别与进液口接头、出液口接头对接。

3、根据权利要求1所述的物理除垢器，其特征在于：晶种材料的上下两端分别设有上部钢网和下部钢网，上部钢网和下部钢网之间的壳体壁上设有人孔和晶种材料添加口。

4、根据权利要求1或2或3所述的物理除垢器，其特征在于：所述的晶种材料为钢材刨削产生的铁屑。