基于油田污水结垢的扫频磁场防垢技术研究

论文摘要

我国工业生产的迅速发展和日趋复杂的环境问题促进了环境治理技术和工艺的不断发展和进步。磁处理技术因为具有应用方便、投资少、无毒无污染等优点,在防垢除垢防腐领域得到了广泛的应用。磁处理技术在应用中需要解决的关键问题是其适用条件和处理机制。本文利用扫频电磁水处理器,通过改变离子的质量浓度、碱度、pH值,磁处理时间等试验参数,对磁处理影响抑垢效果的因素进行了研究,得出了一些有意义的成果。研究表明,水经磁场处理后物理化学性质会发生变化,水的结构发生了改变,活性增强,并具有记忆效应。磁场的抑垢效果受水质条件和磁处理参数的限制,磁处理前后垢的化学成分没有发生变化。本文还利用自行设计的除垢装置,对扫频磁场处理器的除垢效果进行了测定,经磁场处理后,油田水的浊度增加。并且在大量查阅文献的基础上,从洛仑兹力、分子排列取向、相变以及三重态角度分析了磁处理防垢除垢的机理。磁处理的抑垢除垢机理在于磁处理破坏了水分子间氢键的作用,水的活性增强,抑制了垢的进一步生长,改变了晶体的结构。通过试验研究和理论分析,为磁处理抑垢的实际应用提供依据。因为油田水对金属管道等存在严重腐蚀,本文还对磁场处理循环水的温度、溶解氧浓度(DO)、pH值及氧化还原电位(ORP)进行了测定,探讨了磁场水处理对生锈铁管的防锈除锈机理。磁场水处理使得Fe2O3在铁管表面形成致密的复合氧化物Fe3O4,对铁管起保护作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 油田水处理的意义和重要性
• 1.3 磁处理技术概况
• 1.4 扫频磁场处理油田污水的优势
• 1.5 本课题的研究目的、内容及拟解决的关键问题
• 1.5.1 研究目标
• 1.5.2 研究内容
• 1.5.3 解决的关键问题
• 第二章 油田水结垢概述及其机理分析
• 2.1 污垢的分类
• 2.2 油田污水的组成成分及常见的水垢类型
• 2.2.1 油田污水的组成成分
• 2.2.2 油田污水常见的水垢类型及影响结垢的主要因素
• 2.3 水垢和污泥的形成过程和机理
• 2.3.1 水垢和污泥的形成过程
• 2.3.2 水垢和污泥的形成机理
• 2.4 油田水结垢倾向的判断
• 第三章 控垢方法的研究现状及磁化抑垢技术的研究进展
• 3.1 化学方法
• 3.2 物理方法
• 3.3 磁化水抑垢技术的研究进展
• 3.3.1 磁场对水的物化性质的影响
• 3.3.2 影响磁化水抑垢效果的主要因素
• 3.3.3 机理研究现状
• 第四章 扫频磁场防垢除垢试验研究
• 4.1 扫频电磁水处理器的结构及工作原理
• 4.1.1 扫频电磁水处理器的结构
• 4.1.2 扫频电磁水处理器的工作原理及技术参数
• 4.2 扫频电磁场防垢试验研究
• 4.2.1 试验方法
• 4.2.2 试验内容
• 4.3 电导分析法测定碳酸钙的结晶过程
• 4.3.1 天然水样未磁化与磁化的碳酸钙结晶动力学曲线差异
• 4.3.2 配制水样的未磁化与磁化的碳酸钙结晶动力学曲线差异
• 4.3.3 增加水样的磁化次数，结晶动力学曲线的差异
• 4.4 垢样的分析
• 4.5 扫频电磁场除垢试验研究
• 第五章 磁化法抑垢除垢机理的推理和假说
• 5.1 液态水的磁化
• 5.1.1 液态水中缔合体内键电性的分析
• 5.1.2 磁场对偶极子的影响
• 5.2 从洛仑兹力角度解释磁防垢除垢现象
• 5.3 从分子排列取向角度分析磁处理作用机制
• 5.4 从相变角度分析磁处理防垢除垢机理
• 5.5 从三重态理论解释磁处理作用机制
• 第六章 水的磁处理防腐蚀实验研究
• 6.1 试验装置及试验方法
• 6.2 试验过程及结论
• 6.2.1 实验过程
• 6.2.2 腐蚀的电化学过程
• 6.3 磁处理防蚀除锈机理
• 结论
• 参考文献
• 致谢