2
ОГЛАВЛЕНИЕ
стр.
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА I. Поведение систем с волной дисперсионной средой в электрических полях повышенной напряженности 10
ГЛАВА 2. Электрообработка малоконцентрированных
водных систем 30
ГЛАВА 3. Электрообработка гидродисперсий с
неорганической дисперсной фатой 68
ГЛАВА 4. Электрообработка гидродисперсий с
органической дисперсной фазой 85
ГЛАВА 5. Пути реализации электротехнологий при
строительстве и обустройстве буровых платформ, нефтепроводов, баз и хранилищ 102
ГЛАВА 6. Безопасность жизнедеятельности и АСУ
технологическими процессами электрообработки 123
ВЫВОДЫ 127
ЛИТЕРАТУРА 128
ПРИЛОЖЕНИЕ
139
3
ВВЕДЕНИЕ
Одной из составляющих проблемы охраны окружающей среды, особенно в условиях нефтегазодобычи на территории Северных регионов России является предотвращение загрязнения составляющих лито- и гидросферы, в том числе морской среды, сточными, нефтесодержащими водами, ядовитыми веществами, перевозимыми наливом, и мусором, образующимся при эксплуатации буровых и морских скважин
Согласно одной из конвенций Международной комиссии при ООН морские и промывные суда, а так же плавучие сооружения, должны оснащаться оборудованием для предотвращения загрязнения моря. Целый ряд правовых актов РФ связан с защитой литосферы при эксплуатации оборудования и систем нефтегазодобывающего комплекса в условиях хрупкой природы Севера, с трудом поддающейся самовосстановлению.
Одним из аспектов проблемы охраны окружающей среды при нефтегазодобыче является разработка технологий и создание оборудования для обработки подземных и поверхностных вод питьевого назначения, очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод, которые образуются в результате жизнедеятельности НГДУ, вахтовых поселков и буровых установок, в том числе на морских платформах.
В настоящее время технологии и оборудование для очистки и обеззараживания вод питьевого и хозяйственно-бытового назначения, в том числе сточных разрабатываются, в основном, для наземных сооружений с использованием традиционных методов физико-химической и биологической обработки дисперсных систем. Одним из методов, уже нашедших себе широкое применение в практике очистки водных систем является электрообработка [6, 7, 9, 10, 13, 25, 37, 56, 66, 67, 102, 107], которая позволяет улучшить с экологической точки зрения характеристики в широком диапазоне концентраций дисперсной фазы жидких систем.
12
Р вбв^6 0.5-3
(12)
4сИ^о/2 + ха г4
4ch9>o/2 + xaJ г4
(1.3)
где г - расстояние между центрами частиц; 0 - угол между линией центров и век-юром поля.
Приближенное выражение критерия необратимой коагуляции, возникающей под действием сил Р, и И,, выводится на основе теории гетерокоагуляции Дерягина Б.В и, без учета дисперсионного притяжения, записывается как 1103]:
Формула выведена при допущении неизменности поверхностного заряда о« при наложении поля.
Из анализа приведенных теоретических концепций и математических выкладок можно предположить, что сложные свойства дисперсий, при разумном подходе, целесообразно использовать в процессах электрообработки, ожидая при этом как полного отделения фазы при поляризационном взаимодействии, так и возможности фракционирования, то есть выделения из многокомпонентных дисперсных систем фракций с заданными свойствами или размерами [24, 25, 30, 34,41,42, 43, 48, 51, 57, 59,
В малоконцентрированных системах, где расстояние между частицами значительно превышает значимое для силовых поляризационных эффектов, возможно использование совокупности линейных и квадратических эффектов по полю. Эго означает, что принципиально возможно разделение системы с
67, 72,77, 80, 81, 82, 89, 93, 98,108].
13
наличием одной- двух частиц в безграничном объеме, что чрезвычайно важно для соответствующих технологических процессов. Как в неполярных, гак и полярных дисперсионных средах поляризационные силы взаимодействия между частицами описываются сходными формулами в том смысле, что они содержат величину Ега,’а,?/г\ что является прямым подтверждением дипольного характера сил. Это же означает, что электрические параметры режима электрообработки, а не электрохимические, наиболее важны для реализации процессов. Используя значения напряженности поля, обеспечивающие минимум потенциальной энергии на кривой взаимодействия частиц, возможно получить из минимально концентрированных максимально концетрироваииые системы при помощи следующих технологических стадий обработки: зарядка частиц - электрофорез - дипольная коагуляция -осаждение или диполофорез (диэлектрофорез) - дипольная необратимая коагуляция - седиментация. Дообрабогка, в случаях требования низких значений остаточного содержания дисперсионной среды в осадке, может быть обеспечена затем, например, электроосмосом и электрообезвоживанием, при которых полем транспортируются не дисперсные частицы, а сама среда, а осадок приобретает дилатансныс или тиксотропные свойства.
С позиции энергосбережения можно пойти по другому пути -искусственно заряжать частицы введением электролита - зарядчика, концентрировать и осаждать дисперсную фазу при умеренных значениях Е с использованием электрофореза.
Наиболее устойчивые системы осаждаются в режиме высоких напряжений в иредпробойном режиме с возникновением электрических разрядов, которые можно генерировать не прибегая к предварительному накоплению энергии в конденсаторе. Такой электрический разряд, возникающий при и =* (ЗОО-гЗООО) В, I = (0,1-^ 1,0) мм, Г = 50 Гц. был назван заведующим кафедрой "Электротехника" ЛИСИ В.Г. Кожемякиным в 1966
- Київ+380960830922