Физико химические способы дегазации

Физико-химический способ дегазации

Физико-химический способ дегазации – это наиболее простой способ разрушения дисперсных систем «жидкость – воздух» и гашения пен. Его применение, как правило, не связано с созданием специальных конструкций и устройств.

Суть способа заключается в введении в раствор более сильного поверхностно-активного вещества, чем то, которое стабилизирует пузырьки газа. Новое вещество адсорбционно вытесняет защитный слой стабилизатора и приводит к разрушению системы жидкость – газ, если поверхностная прочность пленок нового вещества недостаточна, чтобы противостоять давлению газа в пузырьках, или другим формам, стремящимся разрушить пузырьки газа. Ограниченность ассортимента химических дегазаторов или пеногасителей сдерживает развитие этого способа, поэтому его возможности используются в бурении нефтяных и газовых скважин пока в небольшом масштабе.

Вакуумная дегазация

При вакуумном способе дегазации газированный буровой раствор непрерывным потоком проходит через специальный вакуум-аппарат, в котором при помощи вакуумного насоса создается разряжение, благодаря чему из раствора извлекается газ. Вакуумная система дегазации является наиболее эффективной из всех рассмотренных. В ней, в отличие от других, дегазация бурового раствора протекает под давлением значительно ниже атмосферного, благодаря чему создаются благоприятные условия для извлечения газа. В то же время полностью исключается возможность аэрации раствора в процессе дегазации. Вакуумирование в сочетании с интенсивным разбрызгиванием или перемешиванием глинистого раствора в вакуум-аппарате позволяет достигать практически полного извлечения газа из раствора.

По заключению некоторых зарубежных авторов применение вакуумного дегазатора на одном из нефтяных месторождений Калифорнии дает экономию до 30 % общей стоимости глинистого раствора и значительно улучшает его параметры. Считается, что полная стоимость вакуумного дегазатора, установленного на буровой, окупается менее чем за одни сутки бурения за счет уменьшения расхода утяжелителя, сокращения времени промывки скважины после спуска инструмента, а также повышения коэффициента наполнения буровых насосов и возможности эффективного контроля удельного веса и вязкости промывочной жидкости в процессе бурения.

5. Физико-химические основы регулирования свойств промывочных жидкостей

5.1. Методы определения основных параметров промывочных жидкостей

В процессе бурения на промывочную жидкость влияет выбуренная порода: частично путем распускания, частично путем химического воздействия. Ее могут разбавлять пластовые воды, на нее воздействует высокая пластовая температура. В результате в промывочной жидкости происходят сложные физико-химические процессы, изменяющие ее свойства. Кроме этого, условия бурения скважин (глубина, диаметр, температура, порядок расположения и свойства разбуриваемых пород) весьма различны не только для разных месторождений, но и для отдельных участков одного месторождения. Поэтому промывочные жидкости также должны обладать различными свойствами не только на разных участках бурения, но и по мере углубления данной скважины. Чтобы промывочные жидкости в процессе бурения скважины выполняли требуемые функции, необходимо выбирать основные материалы для их приготовления, специально обрабатывать с помощью химических реагентов, вводить вещества, предназначенные для регулирования их свойств. Это возможно только при наличии контроля качества промывочной жидкости путем измерения ее параметров в процессе бурения скважины.

Параметры промывочной жидкости разделяются на две группы: истинные и условные. К первым относятся плотность, показатель кислотности и т.д., т.е. те, величины которых не зависят от выбора методов измерения, различается только точность измерения. Ко второй относится условные характеристики, величины которых полностью зависят от принятого способа измерения, например, условная вязкость. Отбор проб промывочной жидкости для контроля качества осуществляется по специальной методике, позволяющей обеспечить соответствие свойствам циркулирующей жидкости и хранящейся в емкости или в земляном амбаре.

Источник

Дегазация воды: химические и физические способы дегазации

Дегазация — технологический процесс очистки, суть которого заключается в улавливании растворенных в воде летучих газов. Метод активно применяется для удаления молекул кислорода, углекислого газа, сероводородных включений. В качестве коррозийных катализаторов эти элементы создают оптимальные условия на стадии обезжелезивания, однако негативным образом сказываются на окончательном качестве воды.

Реже на практике встречаются случаи, когда подобные установки используются для устранения из жидкости метана. Выделяемый в процессе первичной водоподготовки, газ при взаимодействии с воздухом образует взрывоопасную смесь. Во избежание серьезных последствий дегазация воды в подобных ситуациях является обязательной.

Актуальность метода

Данный способ применим ко многим сферам промышленной деятельности, работа которых основана на применении воды из первичных или центральных источников. Дегазация активно используется в системах горячего водоснабжения, без нее не обходится ни одна профессиональная подготовка подпитки для котельного оборудования.

В обособленном формате такой вид фильтрации встречается крайне редко. Чаще данная стадия присутствует в комплексных системах водоподготовки, функционал которых нацелен на ионитовое умягчение и обезжелезивание воды, а также борьбу с сероводородными включениями из подземных источников.

Способы дегазации

В настоящее время существуют две эффективные методики очистки воды с использованием профессиональных дегазаторов:

-химическая (с добавлением в рабочую среду специальных реагентов направленного действия);
-физическая (создание благоприятных условий для естественного удаления газовых скоплений).

Выбор оптимального решения зависит от индивидуальных особенностей объекта, уровня загазованности воды, присутствия в ее составе других посторонних включений и примесей. Рассмотрим каждый более подробно.

Химические методы дегазации

Под химическими процессами очистки воды понимают добавление в исходную жидкость подходящих по составу реагентов. Их способность объединять мельчайшие молекулы растворенных газов в более крупные частицы способствуют их дальнейшему удержанию встроенными фильтрующими элементами.

Ярким примером реализации представленного способа является обескислороживание воды при помощи добавления в нее гидразин-гидрата. При желании, такая методика может быть реализована при помощи специальных фильтров-уловителей, наполненных стальной стружкой. Обе технологии нацелены на изоляцию растворенного в воде кислорода с целью блокировки его коррозийных свойств.

Физические способы дегазации

По сравнению с предыдущей методикой подобные решения характеризуются относительно невысокой стоимостью, безопасностью и удобством реализации. Эти факты, пожалуй, служат основной причиной, по которой физические методы применяются на деле гораздо активней. Один из них — процедура аэрации. Основная задача данного метода заключается в удалении сероводорода и диоксида углерода путем насыщения исходной жидкости молекулами кислорода.

Наиболее распространенными моделями установок для физической дегазации являются пленочные дегазаторы. Конструктивно такие системы выполнены в форме цилиндрических колонн, оснащенных специальными насадками. Вода, проходя аэрационную стадию, стекает по выведенным каналам, контактируя при этом со встречным воздушным потоком. Обогащенный кислородом воздух подается через специальные отверстия под напором, который создается довольно мощным вентилятором.

В качестве наглядного примера рассмотрим все ту же необходимость обескислороживания жидкости, что и в предыдущем случае. Для эффективного удаления кислорода из жидкости, ее предварительно доводят до кипения. В ходе принудительного нагрева растворимость каждого из присутствующих в воде газов приближается к нулевой отметке. Для этих целей используются термические или вакуумные дегазаторы. Первые повышают температуру воды классическим способом, вторые достигают того же эффекта путем снижения ее нормального давления.

Источник

Способы проведения специальной обработки

Обеззараживание кожных покровов и одежды пораженных ТХВ, РВ и БС, имущества и техники, медицинского имущества, воды и продовольствия может осуществляться естественным или искусственным путем.

Как правило, естественные пути дегазации, дезактивации и дезинфекция применяются в целях обеззараживания местности, водоемов, реже – различного рода имущества, в использовании которого нет срочной необходимости. Это обусловлено тем, что естественная дегазация (испарение или разрушение ТХВ под влиянием метеорологических факторов) и естественная дезактивация (самопроизвольный распад РВ или снижение их активности) и (или) естественная дезинфекция (инактивация возбудителей ООИ) протекают довольно длительное время. Например, срок естественной дегазации имущества, зараженного капельножидкими боевыми отравляющими веществами (ОВ), может достигать несколько дней, а порой – недель и даже месяцев. Высокой устойчивостью обладают ряд возбудителей ООИ (сибирская язва, Ку-лихорадка и др.) Достаточно большими бывают сроки естественной дегазации и при применении ТХВ в форме пара или аэрозоля.

Кроме того, естественная дегазация часто не обеспечивает полного обезвреживания ТХВ на зараженных предметах. Так, для безопасного пребывания в закрытых помещениях после проветривания одежды оно должно быть дополнительно обработано содержимым дегазирующих пакетов ДПС-1 (ДПП-М) или другими дегазирующе-сорбирующими рецептурами.

В связи с вышеуказанным, основное значение имеют искусственные способы дегазации, дезактивации и дезинфекции. При этом выбор конкретного метода обезвреживания зависит от материала предмета, его пористости, устойчивости к дегазации, дезактивации или дезинфекции, от характера дальнейшего использования объекта после специальной обработки и т.п.

Способы дегазации могут быть физическими, химическими и смешанными.

Физические способы дегазации основаны на способности ТХВ к испарению при воздействии горячего воздуха, их удалении с зараженных объектов механическим путем, с помощью растворителей (бензин, керосин, спирт, дихлорэтан, ацетон и др.) или сорбентов (силикагель, активированный уголь). Эти способы можно использовать, в частности, для дегазации медицинского инструментария, технических средств индивидуальной защиты. При этом следует иметь в виду, что, несмотря на достаточно полное обезвреживание веществ на объекте после такой обработки, ТХВ не теряют своих токсических свойств, поэтому растворители, ветошь, тампоны, которые использовались для дегазации, после ее окончания должны быть обезврежены химическим путем или сжиганием.

Химические способы основаны на способности ТХВ к реакциям гидролиза, окисления, хлорирования или связывания с образованием безвредных или малотоксичных соединений. С этой целью для дегазации Vx и ипритов используют растворы веществ окислительно-хлорирующего действия: дегазирующий раствор № 1 или 1 % водную суспензию ДТС-ГК. Зарин и зоман обезвреживают растворами щелочных соединений: дегазирующий раствор № 2-бщ (ащ) или 1 % раствор на основе порошка СН-50.

Наиболее эффективными являются смешанные (физико-химические) способы дегазации, при которых, благодаря совместному воздействию физических и химических факторов, происходит быстрое и полное разрушение ОВ. В частности, в состав дегазирующего раствора № 1 входит органический растворитель (дихлорэтан) и химический агент окислительно-хлорирующего действия (гексахлормеламин).

Способы дезактивации (уменьшения радиоактивного загрязнения объектов до безопасных величин путем удаления РВ) основаны на физических и физико-химических процессах.

При использовании физических способов дезактивации (обметания, вытряхивания, выколачивания, смывания водой, снятия поверхностного зараженного слоя и т.п.) удаление РВ осуществляется без помощи специальных химических соединений. Эффективность этих способов сильно зависит от условий загрязненния. Наиболее полное удаление РВ из материалов, не имеющих пор и загрязнений маслянистыми и жироподобными веществами, возможно в сухую погоду.

Физико-химические способы дезактивации основаны на применении специальных химических средств, которые облегчают процесс удаления РВ с зараженных объектов. Такими средствами могут быть поверхностно-активные моющие и комплексообразующие средства, например, препараты СН-50 и СФ-2у, на основе которых готовятся 0,15-0,3 % дезактивирующие растворы. Кроме того, освобождение жидких сред от РВ возможно путем разбавления, осаждения, перегонки, фильтрации с использованием сульфоугольных или карбоферрогелевых фильтров и ионообменных смол.

Дезинфекцияможет осуществляться механическим, физическим и химическим методами. Применяется также комбинация этих методов.

Механический метод — это удаление возбудителей с поверхностей зараженных объектов механическим путем: протирание влажной ветошью, проветривание, смывание (обмывание) водой или растворами поверхностноактивных веществ и др. Благодаря механической очистке удается снизить плотность зараженности объектов на 90-99 %, что уменьшает возможность инфицирования людей. После механической дезинфекции в ряде случаев проводится полное обеззараживание более эффективными методами.

Физический метод включает применение кипящей воды, пара, сухого горячего воздуха, огня, солнечного света и ультрафиолетовых лучей, проникающей радиации и др. Кипячением обеззараживают чайную и столовую посуду, белье, предметы ухода за больными и др. Добавление к воде щелочи (соды, мыла в концентрации 1-2 %) усиливает инактивирующие свойства кипящей воды. Кипячение белья в щелочном растворе называется бучением.

Текучий насыщенный пар (под давлением) применяют для обеззараживания хлопчатобумажных и шерстяных изделий в паровых стационарных камерах, которые по режиму работы не отличаются от автоклава.

Смесь пара с воздухом применяется для обеззараживания хлопчатобумажного и шерстяного одежды в паровоздушных камерах стационарного и полевого типа. Для обеззараживания кожано-меховой одежды температура паровоздушной смеси в камерах вo избежание её порчи не должна превышать 60-62 °С. В этом случае ее бактерицидные и спороцидные свойства усиливают добавлением формальдегида, получаемого выпариванием или разбрызгиванием формалина (40 %-ного раствора формальдегида) с помощью форсунки. Паровоздушные камеры полевого типа обычно совмещают на одних и тех же транспортных средствах с обмывочными устройствами, предназначенными для помывки или санитарной обработки личного состава в полевых условиях. К таким комбинированным дезинфекционно-душевым установкам относятся ДДП, ДДА-53А, ДДА-2, ДДА-3, ДДА-66, ДДК-01.

Химический метод заключается в применении различных веществ, обладающих способностью убивать микроорганизмы, обеспечивать бактерицидный, спороцидный и вирулицидный эффект. Если растворы химических веществ применяются в виде жидкости для обмывания (замачивания) предметов или крупнокапельного орошения поверхностей, говорят о влажной химической дезинфекции. Для диспергирования жидкости в этом случае применяют гидропульт, автомакс, распыливающие устройства дезинфекционного автомобиля (ДА).

Использование растворов в мелкодиспергированном состоянии называют аэрозольным способом дезинфекции. Для получения аэрозолей применяют аппараты и приборы, работающие на принципе диспергирования жидкости струей газов, образующихся за счет сгорания бензина (например, генератор аэрозольный для дезинфекции, АГД) или на принципе разбрызгивания (раздробления) дезинфицирующего раствора сжатым воздухом (пневматическая вихревая аэрозольная насадка и др.).

Обеззараживание химическими дезинфицирующими веществами, применяемыми в газообразном состоянии, называется газовым способом дезинфекции.

Выбор дезинфектантов для дезинфекции определяется их качественной характеристикой и условиями обеззараживания.

Кроме того, в рамках мероприятий специальной обработки проводится дезинсекция. Различают физический, механический, биологический и химический методы дезинсекции.

Физический метод — истребление переносчиков с помощью воздействия на них нагретого до высокой температуры сухого или увлажненного воздуха и воды. Метод широко использовался во время Великой Отечественной войны в борьбе со вшивостью.

Механический метод — уничтожение переносчиков подручными средствами, их вылавливание и удаление из жилых помещений, а также механическая защита от летающих насекомых путем засетчивания окон, использования мустикеров и пр. Данный метод используется в основнм в полевых условиях.

Биологический метод — использование для борьбы с членистоногими их естественных врагов и паразитов, выпуск стерильных самцов (облученных g- или рентгеновскими лучами), применение химических веществ (хемостерилянтов), обусловливающих стерилизацию членистоногих природной популяции, либо выпуск особей с генетически нарушенной способностью воспроизводить полноценное потомство. Большинство указанных способов пока еще находится в стадии разработки.

Химический метод — уничтожение членистоногих с помощью различных химических средств, которые называют инсектицидами, акарицидами, ларвицидами или овоцидами в зависимости от преимущественного воздействия соответственно на насекомых, клещей, личинок и яйца членистоногих. Всю группу рассматриваемых веществ иногда обозначают термином пестициды, в состав которых входят также препараты, ядовитые для грызунов (родентициды), вещества, убивающие моллюсков (моллюскициды) и других организмов, наносящих вред человеку.

Источник