Соль компрессы из солевого раствора: Солевая повязка: избавляемся от ста болезней по рецепту хирурга Щеглова

W.min = T0R [Nr (xArlnxArxAf + xBrlnxBrxBf) + Np (xAplnxApxAf + xBplnxBpxBf)]

(5)

минимальная норма работы на моль продукта.Для опреснения растворов NaCl, где из бинарной смеси соль / вода получают по существу чистую воду и поток сбросного солевого раствора, минимальная работа, необходимая на моль извлеченной воды, может быть рассчитана как: ⁴

36 f f _{— f} l n x _{— f} + x _{W ± f} l n x _{x ]}

(7)

Где мольная доля ионов Na ⁺ ( x _{+ f} ), Cl ^— ионов ( x _{— f} ) и воды в ионном питающем растворе ( x _{W ± f} ) рассчитываются как:

xW ± f = 1-x + f + x-f = 1- (2xSf1 + xSf)

(9)

Таким образом, уравнение 7 принимает следующий вид:

w _мин = — T ₀ R [2 x _{+ f} l n x ₊

35 f — 2 x _{+ f} ) l n (1-2 x _{+ f} )]

(10)

Восстановление воды, Y _W , здесь определенная как доля воды в сырье, которая восстанавливается в продукте, рассчитывается исходя из этих концентраций как:

YW = 1 (1-xSf) [1-xSfxSr]

(11)

Для первой капли воды, удаленной из питающего раствора (т.е.е. x _Sr ≈ x _Sf и Y _W = 0) минимальная работа на моль извлеченной чистой воды рассчитывается как: ⁴

Минимальная работа для небольшого восстановления может быть оценивается по осмотическому давлению раствора (Π) и молярному объему воды ( V ) как: ⁴

Аналогично, минимальная работа для небольшого восстановления может быть оценена на основе отношения давления пара чистой воды ( pWsat) до воды в солевом растворе ( pWx): ⁴

wmin≅T0Rln (pWsatpWx)

(14)

Минимальная теоретическая работа на массу чистой воды, извлеченной из водного NaCl, в зависимости от мольной доли NaCl показана в таблице для температуры 25 ° C и в течение 80 ° C.В этих расчетах вся работа по разделению была отнесена к водному продукту. Нижняя кривая на этих графиках представляет минимальную работу по производству первой капли воды из питающего раствора (т. Е. Y _W = 0). Верхняя кривая представляет минимальную работу, необходимую для разделения исходного раствора на выходящие потоки чистой соли и чистой воды (т. Е. Y _W = 1). Каждая из кривых между этими крайними значениями представляет различную постоянную концентрацию соли в потоке отбракованного рассола, начиная от типичного отбракованного рассола обратного осмоса (7 мас.% NaCl, x _Sr = 0,0227) в рассол, насыщенный NaCl (26,4 мас.% NaCl, x _Sr = 0,0998 при 25 ° C).

Влияние концентрации NaCl в исходных потоках на минимальную работу, требуемую при 25 ° C для производства воды, как дополнительные функции от концентрации потока отбракованного рассола.

То же, за исключением 80 ° C.

Несколько наблюдений можно сделать из и. Во-первых, для фиксированной концентрации потока отбракованного рассола (по одной из кривых) минимальная энергия разделения увеличивается по мере увеличения концентрации соли в исходном растворе.Во-вторых, по мере того, как концентрация потока отбракованного рассола увеличивается при постоянной концентрации сырья (вертикально перемещаясь от одной кривой к другой), увеличивается и минимальная энергия на единицу воды, рекуперированной в потоке продукта. Ни одно из этих наблюдений не является неожиданным, но они служат для того, чтобы подчеркнуть степень, в которой для удаления воды из более концентрированного потока исходного рассола требуется больше энергии, чем из обычной морской воды. От, минимальная работа на массу извлекаемой воды, когда в качестве сырья используется обычная морская вода (приблизительно 3.5 мас.% NaCl, x _Sf = 0,0111) для первой капли воды составляет 3,05 кДж / кг воды, в то время как работа, необходимая для концентрирования морской воды до типичного потока отбракованного рассола обратного осмоса (7 мас.% NaCl , x _Sr = 0,0227) составляет 4,28 кДж / кг воды. Если бы поток отбракованного рассола обратного осмоса был сырьем, первая капля воды потребовала бы 6,25 кДж / кг воды, в то время как работа по концентрированию отбракованного рассола обратного осмоса до концентрации насыщения NaCl составила бы 12,0 кДж / кг воды.

Термодинамическая эффективность технологий опреснения

Приведенный выше анализ проводился для теоретической минимальной работы.Фактическая работа или энергия, необходимые для производства чистой воды из солевого раствора, будут выше, иногда намного выше, в зависимости от эффективности опреснительных установок. Например, новейшие промышленные мембранные установки обратного осмоса (SWRO) для морской воды требуют около 2 кВтч электроэнергии / м ³ воды для 50% извлечения или около 7,1 кДж электроэнергии на кг произведенной воды, что на 65% выше теоретического минимум в. ^{1, 26} Средняя эффективность электросети, работающей на ископаемом топливе, составляет 0.37 единиц электрической энергии на единицу более высокой теплотворной способности потребляемого первичного источника энергии (в среднем по энергосистеме США, работающей на ископаемом топливе в 2011 году). ^{27, 28} В результате, коммерческим установкам SWRO требуется 19,2 кДж первичной энергии на кг произведенной воды. По оценкам, этапы приема, предварительной обработки, последующей обработки и сброса рассола установки SWRO потребуют дополнительно 3,6–7,2 кДж электроэнергии / кг воды (кДж-электроэнергии / кг воды). ²⁶

Опреснительные установки с тепловым приводом требуют значительно больше энергии, чем установки, использующие механическую работу.Одна из причин этого — теоретический минимум тепла, необходимый для разделения смеси, q _мин (Дж / моль), рассчитывается из минимальной работы следующим образом: ^{3, 29}

Где T — температура источника тепла и T ₀ — температура окружающей среды, оба в градусах Кельвина. Если температура источника тепла 100 ° C, а температура окружающей среды 25 ° C, q _мин. в 5,0 раз больше, чем w _мин. .Таким образом, для подачи 3,5 мас.% NaCl и отходов рассола 7,0 мас.% NaCl, с w _мин 4,28 кДж / кг воды, q _мин будет 21,4 кДж-тепл / кг-вода.

Как и в случае SWRO с рабочим приводом, фактическая энергия, необходимая для опреснения с помощью теплового воздействия, выше минимального. Например, без рекуперации тепла для испарения воды требуется 2260 кДж тепла / кг воды, что на 2 порядка выше минимальной потребности в тепле. По этой причине процессы опреснения с тепловым приводом, такие как дистилляция и мгновенное испарение, работают с множеством эффектов, в которых тепло повторно используется несколько раз посредством последовательных стадий конденсации и испарения.Например, для прямоточной многоступенчатой ​​вспышки (MSF-OT) с 24 ступенями, по оценкам, требуется 0,24 кг пара на 1 кг произведенной воды ³⁰ , или около 540 кДж-тепла / кг воды. Это все еще в 25 раз меньше минимально необходимого тепла.

Это приводит к определению «эффективности второго закона» или «эксергетической эффективности» ( η _II ) для стандартного процесса разделения в установившемся состоянии, изображенного как отношение минимальной работы к фактической работе: ³¹

Где LW — утраченная работа или разрушенная эксергия, определяемая как:

LW = ∑потоки, тепло, работа [N.(h-T0s) + Q. (1-T0Ts) + W.] — ∑streams, heat, workout [N. (h-T0s) + Q. (1-T0Ts) + W.]

(17)

Где h и s — энтальпия и энтропия потока, соответственно, T ₀ и T _s — температура эталонной окружающей среды и источника (или поглотителя) тепла, соответственно. Второй закон эффективности, сообщенный Mistry et al. для нескольких процессов опреснения с получением воды из морской воды. ³⁰

Таблица 1

Второй закон эффективности для нескольких процессов опреснения морской воды, перечисленных в порядке уменьшения эффективности. ³⁰

Хотя эти эффективности зависят от ряда конструктивных и рабочих факторов и, следовательно, являются специфическими для условий, принятых в ссылке, они иллюстрируют термодинамическое преимущество для обратный осмос, здесь с η _II 31,9%. Следующая по величине эффективность была рассчитана для испарения MVC, в котором для сжатия водяного пара, образующегося в испарителе, используется механическая работа, так что он может конденсироваться при температуре, достаточной для возврата тепла, выделяющегося во время конденсации, обратно в горячий рассол.Таким образом, процессы с двумя наивысшими показателями эффективности зависят от механической работы. Остальные четыре процесса являются термически управляемыми и имеют эффективность от 1,0 до 5,9%.

Тиль и др. расширил анализ эффективности второго закона для технологий опреснения на более широкий диапазон солености корма — до предела насыщения NaCl. ¹¹ Общий рейтинг технологий по эффективности такой же, как в. Для большей части диапазона солености эффективность всех технологий повысилась.Однако при очень высокой солености, более 20 мас.% NaCl, эффективность процессов обратного осмоса по второму закону снижалась, позволяя MVC обогнать ее в условиях насыщения. Тем не менее, максимальная эффективность 63% была рассчитана для двухступенчатой ​​системы обратного осмоса, работающей на сырье, содержащем 20 мас.% NaCl. Второй закон эффективности для технологий, проанализированных в статье, с почти насыщенным сырьем (25 мас.%), Перечислены в.

Таблица 2

Второй закон эффективности для нескольких процессов опреснения, работающих на почти насыщенном сырье (25 мас.% NaCl) в порядке убывания эффективности. ¹¹

Энергопотребление рассчитано для различных технологий опреснения с загрузкой 15 мас.% NaCl и отходами рассола 26 мас.% NaCl (адаптировано из Thiel и др. ¹¹ ).

Термодинамическая эффективность не влияет напрямую на экономическую или операционную жизнеспособность.В ситуациях, когда полезное отработанное тепло доступно при невысокой стоимости улавливания / передачи, процессы с тепловым приводом могут иметь экономическое преимущество. ³² Кроме того, могут существовать условия эксплуатации, препятствующие использованию определенных технологий. Так обстоит дело с рассолами с высокой соленостью. По мере увеличения концентрации соли осмотическое давление увеличивается относительно линейно, в то время как давление пара воды изменяется незначительно. Эта разница показана для осмотического давления при 25 ° C и давления пара при 80 ° C для морской воды с соленостью до 12 мас.%. ^33–35 Таким образом, для работы систем обратного осмоса требуется очень высокое давление подачи по мере увеличения солености, в то время как рабочее давление и движущие силы в процессах испарения изменяются незначительно. Согласно данным, минимальное давление, необходимое для отжима воды из морской воды с минерализацией 7 мас.% С помощью обратного осмоса, составляет 5,5 МПа (54 атм или 800 фунтов на кв. Дюйм). Осмотическое давление у 7 мас.% NaCl несколько выше, около 6,0 МПа. Максимальное номинальное давление для стандартных мембран SWRO составляет от 6,9 до 8,3 МПа ¹¹ , тем самым ограничивая максимальную соленость морской воды до 8.От 5 до 9,8 мас.% И растворов NaCl от 7,7 до 9,2 мас.%, Что составляет примерно одну треть предела растворимости NaCl. Как отмечает Thiel et al. , помимо простых механических проблем, мембраны из тонкопленочного композитного материала (TFC), используемые в модулях SWRO, испытывают структурное уплотнение при высоких давлениях, что приводит к снижению проницаемости, что приводит к увеличению требуемой площади мембраны. ¹¹ Будущие разработки мембран, модулей и технологических схем, вероятно, расширят диапазон давления систем обратного осмоса, позволяя работать с сырьем с более высокой соленостью.Однако использование систем обратного осмоса при концентрации соли более 10 мас.% В настоящее время нецелесообразно.

Осмотическое давление показано в барах на той же шкале, что и давление пара в кПа (1 бар = 100 кПа).

Помимо требуемой энергии, восстановление воды и солей из потоков концентрата рассола представляет собой ряд технических проблем. Две особые проблемы — это образование накипи / осадка и коррозия. ^36–38 Первое может привести к выходу оборудования из строя, снижению производительности и / или увеличению объемов технического обслуживания. Последнее может привести к отказу оборудования и увеличению объема обслуживания. Антискаланты обычно добавляют, чтобы избежать образования накипи, в то время как можно добавлять ингибиторы коррозии и использовать коррозионно-стойкие материалы для ограничения коррозии материала. ¹² Любой антискалант или ингибитор коррозии, добавляемый в процессе опреснения, обычно попадает в поток концентрата рассола.Если целью процесса обработки рассола является окончательное осаждение солей, добавленные выше по потоку антискаланты могут усложнить процесс.

Управление концентратом рассола и нулевой сброс жидкости

Несколько недавних публикаций и отчетов были сосредоточены на управлении концентратом рассола с точки зрения дополнительного извлечения воды, некоторые из которых включают извлечение соли и / или ZLD. ^{11–16, 20, 22, 39–55} , включая общие обзоры / обзоры технологий очистки рассола ^{11–16, 20, 39–44} , обзоры вариантов ZLD ^{16, 44} , анализ ED для извлечение соли ⁵⁵ и MD в сочетании с процессом кристаллизации (называемый «кристаллизатор мембранной дистилляции» или «MDC»). ^{22, 45–54} В одном из отчетов 2006 года, подготовленном для Министерства внутренних дел США Бюро мелиорации (BoR), Mickley and Associates определила шесть наиболее часто применяемых методов утилизации потоков концентрата обратного осмоса. ⁴⁰ В порядке убывания использовались следующие методы: сброс поверхностных вод, сброс сточных вод, закачка в глубокие скважины, пруды-испарители, орошение распылением и ZLD. ⁴⁰ Технологии ZLD включали одно- и многоступенчатые испарители, испарительные системы сжатия пара («Концентраторы рассола»), кристаллизаторы и распылительные сушилки. ⁴⁰ За исключением распылительных сушилок, эти технологии ZLD позволяют дополнительно восстанавливать воду в дополнение к регенерации солей. В последующем отчете ЦБ России за 2009 год по обработке и утилизации концентрата рассола во внутренних водоемах были выделены технологии уменьшения объема рассола («жидкие остаточные производственные процессы») и системы ZLD, далее разделяя технологии на существующие в настоящее время и разрабатываемые (по состоянию на 2009 год). ¹⁴ Технологии, выделенные в отчете ЦБ России за 2009 г. и в некоторых других документах по управлению рассолом, кратко изложены ниже. ^{13–15, 40, 42, 56}

1. Технологии уменьшения объема рассола (методы извлечения дополнительной воды до или выше концентрации насыщения соли):

   • 1a

     Сейчас доступно:

     • 1a .1

       Реверс ED / ED (EDR).

     • 1a.2

       Системы обратного осмоса, устойчивые к образованию накипи / твердых частиц (например, устройства с вибрирующей мембраной).

     • 1a.3

       Осадочное умягчение в сочетании с обратным осмосом, накипеобразующие ионы намеренно осаждаются перед дальнейшей регенерацией воды с помощью обратного осмоса.

     • 1a.4

       Усовершенствованная мембранная система, в которой используется ионообменное умягчение для удаления накипеобразующих ионов с целью расширения диапазона восстановления воды при обратном осмосе.

     • 1a.5

       Концентратор рассола, состоящий из механического испарения (например, система MVC) или термического испарения (например, MSF или MED).

     • 1a.6

       Системы естественной обработки с участием галофитов или построенных водно-болотных угодий.

   • 1b

     В разработке:

2. ZLD / Crystallization Technologies (для извлечения воды и солей из соленасыщенного сырья):

   • 2a

     14 2a .1

     Механические и термические испарительные кристаллизаторы

   • 2a.2

     Кристаллизация при охлаждении

   • 2a.3

     Замораживание с водой, удаленной в виде твердого вещества из суспензии льда / рассола

   • 2a.4

     Испарение пруды (без сбора воды)

   • 2a.5

     Распылительные сушилки (без рекуперации воды)

3. 2b

   В стадии разработки:

   • 2b.1

     Усиленное испарение с помощью ветра (без рекуперации воды)

   • 2b.2

     Испарение росы (также известное как HDH)

   • 2b.3

     Отверждение и секвестрация солей

     0003

   • 2b Осадки и RO

Хотя доступно несколько технологий как для уменьшения объема, так и для кристаллизации, видны капитальные и эксплуатационные затраты, а также требуемая энергия для существующих технологий и многих из тех, которые находятся в стадии разработки. как запретительный.В результате, ЦБ России поставил осенью 2016 года грандиозную задачу по стимулированию новых вариантов управления концентратом рассола для внутренних операций обратного осмоса. ¹⁷

Для снижения капитальных затрат (CAPEX), операционных расходов (OPEX) и использования первичной энергии будет полезен ряд технологических характеристик:

1. Возможность работать с использованием солнечной тепловой энергии или низкосортных отходов тепло

2. По возможности использует недорогие строительные материалы (или, по крайней мере, избегает использования дорогих коррозионно-стойких металлов)

3. Не подвержен образованию накипи или осадков (или, по крайней мере, легко очищается / регенерируется)

4. Ограничивает использование вращающегося оборудования, такого как компрессоры и насосы, которые требуют более частого ремонта

5. Требуются небольшие изменения температуры для работы

6. Восстанавливает соли в товарной форме (-ах)

Пример.Многоступенчатые мембранные испарительные концентраторы и кристаллизаторы с механическим сжатием пара

Основываясь на термодинамической эффективности многоступенчатых систем и систем MVC для концентраций рассола, здесь в качестве примера концентрации рассола рассматривается многоступенчатая мембранная испарительная система со сжатием и конденсацией пермеата. / Процесс кристаллизации. Мембранный блок может использовать либо пористую мембрану (например, VMD), либо непористую мембрану (например, PV). Примерная блок-схема системы двухступенчатого мембранного испарения MVC (ME-MVC) показана на рис.В этом примере водяной пар, прошедший через мембранную испарительную установку, за один раз сжимается и конденсируется при теплообмене с физиологическим раствором в том же самом эффекте. Альтернативная конструкция могла бы заключаться в конденсации пара от одного эффекта при теплообмене с последующим воздействием более низкой температуры, это уменьшило бы требуемую степень сжатия, хотя для обеспечения тепла для первого эффекта потребовался бы другой источник тепла.

Технологическая схема опреснения с двухступенчатой ​​мембраной испарение-механическое сжатие пара (ME-MVC).

Система ME-MVC будет использоваться для концентрирования рассола из системы обратного осмоса и предназначена для осаждения твердых частиц. Один из возможных вариантов конструкции ME-блока может быть аналогичен конструкции мембранных биореакторов (MBR). В MBR пористые мембранные волокна, трубки или листы погружаются в суспензию биореактора, а с другой стороны мембраны создается вакуум, чтобы втягивать воду через мембрану, оставляя биологические твердые частицы. ⁵⁷ Твердые биологические вещества удаляются с поверхности мембраны путем перемешивания и / или обратной пульсации фильтрата. ^57–59 Перемешивание может включать механическое перемещение мембраны или очистку мембраны газом или частицами в рециркуляционной жидкости. В системе ME мембрана позволяет только пару проходить через мембрану и, следовательно, не допускает обратных импульсов жидкости, хотя обратные импульсы газа возможны в VMD. Однако все другие механические средства удаления твердых частиц с поверхности, которые в настоящее время используются в MBR, доступны в системе ME. О работе системы VMD такого типа, но без компонента MVC, недавно сообщили Julian et al. ⁶⁰ В этом исследовании ни вибрация, ни аэрация полых волокон MD не были особенно эффективны для уменьшения резкого снижения потока из-за образования кристаллов и закупорки пор мембраны. Сообщалось, что термическая обработка раствора для инициирования кристаллизации задерживает начало снижения потока, предполагая, что методы зародышеобразования кристаллов, которые не затрагивают поверхность мембраны, могут быть полезными. Способы зародышеобразования кристаллов, в том числе кристаллизация с помощью мощного ультразвука («сонокристаллизация»), могут позволить осуществлять контролируемое зародышеобразование. ^{61, 62} Если для испарения использовалась фотоэлектрическая установка, непористое покрытие на фотоэлектрической мембране можно было бы выбрать так, чтобы солевые осадки не прилипали или их было легко удалить. Точно так же модификация поверхности MD-мембраны может уменьшить прикрепление кристаллов или зародышеобразование.

Как отмечалось ранее, движущей силой переноса воды через мембрану в процессах мембранной дистилляции и первапорационного опреснения является давление пара. Как показано на рисунке, давление пара незначительно снижается с увеличением концентрации соли.Влияние температуры и концентрации соли на давление пара растворов NaCl показано на рис. Очевидно, что температура оказывает гораздо большее влияние на давление пара, чем концентрация NaCl. Чтобы конденсировать водяной пар, образованный солевым раствором при той же температуре, что и солевой раствор, он должен быть сжат до более высокого давления. Поскольку конденсация происходит в теплообменнике, температура конденсации должна быть выше температуры нагреваемого рассола, чтобы создать температурный градиент между горячей стороной конденсации и более холодной стороной рассола на поверхности теплообмена.Чем выше градиент температуры, тем меньше требуется площадь теплообменника и тем меньше вклад затрат на теплообменник в капитальные затраты. Однако более высокий температурный градиент достигается за счет более высокой степени сжатия и OPEX и CAPEX компрессора. Таким образом, возникнет компромисс между стоимостью компрессора и стоимостью теплообменника.

Влияние температуры и концентрации NaCl на давление водяного пара (на основе значений Clarke and Glew ⁶⁴ ).

Работа компрессора ( Ẇ _comp ), в Вт, необходимая для повышения давления газового потока с p _дюйм до p _out составляет: ⁶³

W.comp = zkN.RTinηcomp (k-1) [(poutpin) (k-1k) -1]

(18)

Где Ṅ — молярный расход (моль / с), T _дюйм — температура входящего пара, η _comp — КПД адиабатического компрессора, z — коэффициент сжимаемости (принимаемый равным 0,99), а k — отношение удельной теплоты исходного пара при постоянном давление к этому при постоянном объеме. Для водяного пара при температуре от 80 до 100 ° C k составляет около 1.31. Температура сжатого пара ( T _из ) выше температуры пара на входе из-за адиабатического сжатия и становится перегретым из-за неэффективности сжатия. Температура нагнетания рассчитывается как: ⁶³

Tout = Tin (1 + 1ηcomp [(poutpin) (k-1k) -1])

(19)

К счастью, этот перегрев восстанавливается в процессе теплообмена. , хотя это не эффективное средство выработки тепла.

Согласно уравнению 18 работа компрессора является функцией степени сжатия, называемой степенью сжатия, а не непосредственно каждого давления в отдельности.В результате для той же работы и, следовательно, того же отношения давлений более высокое давление на входе приведет к большему перепаду давления (т. Е. Большему ( p _из — p _в )). Наименьшая работа требуется при работе при максимально возможном давлении, когда: 1) давление на входе должно быть ниже давления пара рассола, чтобы создать движущую силу давления пара для переноса через мембрану, или 2) когда давление на выходе должно быть ниже быть выше, чем давление пара чистой воды при температуре рассола, чтобы обеспечить градиент температуры для передачи тепла в конденсаторе пара.Поскольку оба эти условия встречаются в системе ME-MVC, минимальная работа компрессора потребуется при самом высоком давлении на входе, которое соответствует максимально возможной температуре раствора.

Транспортировка воды через непористую PV-мембрану или пористую MD-мембрану описывается следующим выражением:

NW = AjW = AπW (pWFeed-pWPerm)

(20)

Где Ṅ _W (моль / с) — скорость переноса водяного пара через площадь мембраны A (м ² ) , j _W — молярный поток воды через мембрану (моль / м ² · с), π _W — проницаемость воды в непористой мембране или коэффициент перегонки мембраны ( моль / м ² · с · Па), и pWFeed и pWPerm (Па) — парциальные давления воды на стороне подачи и на стороне пермеата мембраны соответственно.Разница давлений является движущей силой парциального давления мембранной воды. Парциальное давление воды на стороне подачи мембраны рассчитывается как давление пара воды в солевом растворе, контактирующем с мембраной. Предполагая отсутствие падения давления на стороне пермеата, давление на входе компрессора равно давлению пермеата (т. Е. pin≈pWPerm). Как отмечалось выше, необходимое давление на выходе компрессора определяется температурой конденсации, необходимой для передачи тепла, которая, в свою очередь, определяется температурой солевого раствора на стороне подачи, которая, в свою очередь, определяет давление пара воды.Площадь мембраны и, следовательно, капитальные затраты мембраны напрямую связаны с потоком воды через мембрану. Согласно уравнению 20 для фиксированной скорости потока водяного пара площадь мембраны и, следовательно, стоимость мембраны минимизируются, когда проницаемость и / или разность парциального давления максимальны. Следовательно, как и в случае с теплообменниками, существует компромисс между размером компрессора и площадью мембраны.

Влияние движущей силы парциального давления воды в мембране и градиента температуры теплообменника конденсатора на энергию компрессора на единицу обработанного водяного пара показано для насыщенных NaCl растворов при 50 и 80 ° C.Это теоретические расчеты, основанные на приведенных здесь уравнениях и влиянии температуры и концентрации соли на давление водяного пара, проведенных Кларком и Глю. ⁶⁴ В крайнем случае, когда движущая сила парциального давления и градиент температуры равны нулю, энергия компрессора будет минимальной, 55,3 и 62,4 кДж / кг для 50 и 80 ° C соответственно. Эта разница в идеальной работе компрессора при двух температурах связана с разницей в растворимости соли (26,8 vs.27,46 мас.%) И разница в соотношении давления пара с температурой и концентрацией соли при двух температурах. По мере увеличения движущей силы парциального давления воды энергия компрессора, необходимая при 50 ° C, увеличивается быстрее, чем при 80 ° C, и превосходит ее при низких движущих силах, ниже 1 кПа. Таким образом, работа при более высокой температуре предпочтительна для всех движущих сил, кроме самого низкого давления водяного пара. Увеличение температурного градиента теплообменника увеличивает работу компрессора, но не так значительно, как движущая сила давления пара, по крайней мере, до Δ T , равного 5 ° C.

Влияние движущей силы парциального давления воды на мембране и градиента температуры теплообменника конденсатора на энергию компрессора, приходящуюся на единицу водяного пара, обработанного для насыщенных растворов NaCl при 50 и 80 ° C (26,80 и 27,46 мас.%), При допущении 80 % КПД компрессора.

Давление паров воды, насыщенной NaCl, при 50 ° C составляет всего 9,3 кПа, что ограничивает максимально возможную движущую силу для переноса воды ниже этого значения. Напротив, давление пара воды, насыщенной NaCl, при 80 ° C составляет 35.2 кПа, что почти в четыре раза больше, чем при 50 ° C. Таким образом, более высокие рабочие температуры приводят к более низкой работе компрессора и увеличению потенциальных движущих сил давления водяного пара, но могут потребоваться более дорогие конструкционные материалы (например, металлы вместо пластмасс) и могут потребоваться более ценные источники дополнительного тепла.

Многоступенчатая система ME-MVC, работающая при максимальной температуре около 80 ° C, будет соответствовать первым трем желательным технологическим характеристикам, перечисленным ранее: использование низкопотенциального тепла, пластмассовые материалы конструкции и способность справляться с осадками.Из-за использования компрессоров любая система типа MVC противоречит четвертой желательной характеристике ограничения вращающегося оборудования. Однако новые компрессорные технологии, такие как технология плетеных колес на основе углеродного волокна ^{65, 66} , обещают значительно снизить капитальные и эксплуатационные затраты, обычно связанные с компрессорами, уменьшая важность четвертой желаемой характеристики. В качестве теплового процесса система ME-MVC не может эффективно работать при низких температурах, поэтому она не может соответствовать пятой желаемой технологической характеристике небольших изменений температуры, хотя она будет лучше, чем процессы испарения, работающие при температуре выше 100 ° C.Соответствует ли ME-MVC шестой характеристике, извлечению товарных солей, еще предстоит продемонстрировать, хотя предыдущие работы по извлечению соли из рассолов предполагают, что это возможно. ^{20–22, 48, 51, 53, 55, 67, 68} В результате система ME-MVC обладает многими из требуемых характеристик для технологии обработки концентрата рассола, хотя некоторые аспекты требуют дальнейшей разработки и демонстрации. В частности, необходимы инновационные конструкции мембран и систем для предотвращения вредного воздействия образования осадка на порах мембраны или в порах.

Выводы

Извлечение воды и солей из потоков концентрата рассола является сложной задачей из-за уменьшения движущей силы разделения по мере увеличения концентрации соли, а также из-за проблем, связанных с отложениями, загрязнением и коррозией, связанными с насыщенными солевыми растворами. Независимо от рассматриваемого процесса разделения энергия, необходимая для выполнения разделения, будет увеличиваться по мере увеличения концентрации соли. Процессы, основанные на механической работе для управления разделением, такие как обратный осмос и механическое сжатие пара, обладают более высокой термодинамической эффективностью, чем процессы, основанные на тепловой энергии, такие как дистилляция или мгновенное испарение.К сожалению, наиболее эффективный процесс опреснения морской воды, обратный осмос, в настоящее время ограничен концентрациями соли ниже уровня насыщения из-за пределов давления коммерчески доступных мембран и модулей. Для почти насыщенных солевых растворов механическое сжатие пара, сочетающее механическую работу с термическим испарением, по прогнозам, будет иметь наивысшую эффективность второго закона, даже выше, чем гипотетический двухступенчатый процесс обратного осмоса. Эта парадигма объединения рабочего процесса с термическим процессом была дополнительно проиллюстрирована обсуждением систем мембранного испарения и механического сжатия пара.Из-за дополнительных капитальных и эксплуатационных затрат, связанных с разделением потоков концентрата рассола, можно по-прежнему выбирать утилизацию рассола, если только условия / ограничения конкретного места не способствуют дополнительному извлечению воды или нулевому сбросу жидкости.

Номенклатура

Технологические сокращения

Римские символы

Греческие символы

индексы

621

Верхние индексы

Сноски

Заявление об ограничении ответственности

S. Политика Агентства по охране окружающей среды. Любое упоминание торговых наименований, коммерческих организаций или коммерческих продуктов не означает одобрения или рекомендации для использования.

Список литературы

66. Тканое рабочее колесо турбомашины. 7 938 627 B2. Патент США. 2011 Автор.

Почему соль — самый ценный актив этой электростанции | Инновация

Вы когда-нибудь задумывались, почему в США так мало отключений электроэнергии? Фактически это сводится к следующему: электростанции всегда производят больше энергии, чем люди просят.

Как только электричество вырабатывается, электроны проходят по линиям электропередач в дома, предприятия, школы и больницы — везде, где это требуется. Вырабатывается больше электроэнергии, чем ожидают операторы сети, поэтому, когда вы щелкаете выключателем, включается свет.

Независимо от того, включаете ли вы свет на самом деле, электростанции продолжают вращать свои турбины, готовые в любой момент передать электроэнергию в сеть.

Проблема избыточной генерирующей мощности усугубляется ночью, когда спрос очень низкий, а разница между количеством необходимой и доступной мощности еще больше.Это препятствует использованию некоторых возобновляемых источников энергии, в частности энергии ветра, которая работает в основном ночью, когда дуют самые сильные ветры (и когда люди потребляют меньше электроэнергии). Короче говоря, много электричества, а главное, чистого электричества, производится в неподходящее время.

Вот где на помощь приходит накопление энергии. Хранение энергии, когда она производится, и ее высвобождение, когда это необходимо, помогает поддерживать надежность сети и прокладывает путь для внедрения периодически возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия.

Энергетические и технологические компании годами работали над устранением несоответствия спроса и предложения, и батареи стали главным претендентом на хранение электроэнергии. Tesla Inc., например, инвестировала более 600 миллионов долларов в свою Gigafactory в Неваде, чтобы производить массовые партии литий-ионных батарей.

Но одна энергетическая компания Алабамы нашла другое место для размещения большого количества избыточной энергии — в соляных пещерах. В полумиле под землей в соляной пещере, которая могла бы соответствовать Статуе Свободы, находится самый полезный ресурс энергетического кооператива Power South: воздух.

За 25 лет кооператив освоил искусство и науку сжатия воздуха, хранения его в соляной пещере под землей и использования его для производства электроэнергии. Электростанция McIntosh в Макинтоше, штат Алабама, является единственным хранилищем энергии сжатого воздуха (CAES) в масштабах коммунального предприятия в Соединенных Штатах и ​​одним из немногих в мире.

Ночью, когда вы спите и ваши приборы отдыхают, установка использует избыток электроэнергии из сети, чтобы сжимать воздух и закачивать его под землю в герметичную соляную пещеру.

«Соль — прекрасный механизм хранения», — говорит менеджер завода McIntosh Ли Дэвис.

Это потому, что пещеры представляют собой большие непроницаемые пространства. Сжатый воздух остается сжатым, и кислород воздуха не вступает в реакцию с солью.

Здесь воздух хранится под давлением от 650 до 1058 фунтов на квадратный дюйм, что составляет примерно одну десятую давления нефтяной скважины высокого давления.

Когда людям требуется энергия в течение дня, воздух попадает в местную газовую установку, где он нагревается природным газом, сгорает и производит еще более горячий газовый поток, который вращает турбину и производит электричество.

Сжатый воздух — ключевой ингредиент в производстве электроэнергии на всех газовых заводах; это критический компонент, который заставляет газ сгорать, создавая газовый поток, который раскручивает турбину. На типичных установках, работающих на природном газе, производство сжатого воздуха является наиболее энергоемкой частью работы установки — более половины энергии, вырабатываемой турбиной, просто возвращается в систему для сжатия воздуха.

Но установка McIntosh CAES способна сжимать воздух независимо от процесса производства энергии, когда это наиболее экономично, потому что у нее есть место для его хранения — соляная шахта. На станции накоплено достаточно воздуха, чтобы турбина мощностью 110 мегаватт вырабатывала электроэнергию в течение 26 часов, обеспечивая электроэнергию до 110 000 домов.

За счет сжатия воздуха ночью, когда электричество дешево и в избытке, вместо использования мощности турбины для сжатия, установка использует меньше природного газа для производства того же количества электроэнергии.Это также позволяет использовать чистые источники электричества для сжатия.

Хотя завод Макинтоша в настоящее время не работает напрямую в тандеме с какими-либо заводами по возобновляемым источникам энергии, он, безусловно, может, и это ключевая идея. Электроэнергия, используемая для сжатия воздуха, может производиться ветряными турбинами, как это запланировано для Энергетического центра Вефиля в Западном Техасе. Apex CAES LLC собрала 100 миллионов долларов для Центра, который, если он будет построен, станет соляным объектом CAES в сочетании с ветром. Центр планирует использовать электроэнергию, вырабатываемую близлежащими ветряными турбинами в ночное время, для сжатия воздуха и подачи воздуха в газовую турбину в течение дня.

Учитывая, что по всей стране растет число заводов по производству природного газа, хранение энергии на сжатом воздухе дает возможность интегрировать возобновляемые источники энергии и, в конечном итоге, сжигать меньше газа.

Однако сжатый воздух — не панацея. Хотя строительство и эксплуатация заводов по производству природного газа относительно дешевы, низкая цена на природный газ также означает, что у них меньше стимулов исследовать альтернативы станциям или устанавливать варианты, позволяющие экономить газ.

С учетом низкой стоимости природного газа и риска, связанного с внедрением относительно новой технологии, имеющей несколько проектов, трудно уточнить цифры для CAES.Проект Bethel Energy Center находится в стадии разработки с 2011 года, и ему еще предстоит привлечь дополнительные 400 миллионов долларов необходимого капитала.

«Что-то новое и необычное нелегко начать», — говорит главный операционный директор Apex CAES Стивен Наив.

Другие тестовые проекты потерпели неудачу из-за высокой стоимости разработки — от стоимости утилизации солевого раствора, образовавшегося в процессе добычи, до риска исследования мест, которые могут оказаться геологически непригодными.Что касается конкуренции с накопителями, батареи во многих отношениях более гибкие, потому что их можно разместить ближе к месту, где требуется мощность, хотя, по мнению Apex, батареи (по крайней мере, на данный момент) значительно дороже в долгосрочной перспективе.

Но энергетическому кооперативу Power South по-прежнему хотелось бы поговорить с некоторыми другими союзниками по CAES. Действительно, объект McIntosh привлек посетителей из Калифорнии, Юты, Нью-Йорка и Айдахо.

Если соль — это способ повысить эффективность газовых заводов и использовать возобновляемые источники энергии, то передайте, пожалуйста, соль.

Примечание редактора: в более ранней версии этой статьи изначально неверно утверждалось, что в сеть отправляется больше энергии, чем требуется, и именно здесь она тратится впустую. Фактически, избыточная энергия тратится впустую, прежде чем она будет отправлена ​​в сеть через ряд процессов. Smithsonian.com сожалеет об ошибке.

Забивание солей при закачке сверхкритического CO2 в уменьшенную модель скважины

Основные моменты

•

Закачка CO ₂ в солевой водоносный горизонт часто связана с выпадением солей.

•

Обратный поток рассола играет важную роль в засорении ствола скважины из-за солей.

•

Режимы осушки и осадков регулируются распределением флюидов.

Реферат

Закачка CO ₂ в солевые водоносные горизонты часто сопровождается высыханием пластовой воды и выпадением солей.Последующее солевое засорение ствола скважины и скелета породы вблизи ствола скважины может привести к ухудшению приемистости. В этой статье мы представляем средние масштабы экспериментов по осаждению солей в призабойной зоне во время закачки сухого CO ₂ . Чтобы лучше моделировать геометрию и условия потока в полевых условиях, наша специально разработанная экспериментальная установка обеспечивает (1) реалистичную радиальную геометрию потока CO ₂ и (2) открытые граничные условия для притока рассола, допускающие капиллярный и диффузионный поток компонентов рассола из и в практически бесконечный источник пластовой воды.

Во время закачки не наблюдалось значительного повышения давления в образце породы, что указывает на то, что проницаемые пути потока не были полностью забиты. Пост-тестовый анализ образца включал рентгеновскую компьютерную томографию, порошковую дифракцию рентгеновских лучей и сканирующую электронную микроскопию для количественного определения флюидонасыщенности, солености рассола и осаждения галита. Анализ предоставил указание на наиболее вероятные схемы потока сверхкритического насыщенного рассола CO ₂ и CO ₂ в системе.Получающаяся в результате сушка и осаждение обсуждаются в свете различных режимов сушки, создаваемых при текущих условиях потока.

Ключевые слова

CO ₂ хранение

Приемлемость

Солевые осадки

Повреждения пластами

Засорение

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2019 Авторы. Опубликовано Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирование статей

мифы и факты

Миф: соление дороги предотвращает образование льда

Соль снижает температуру замерзания воды, что предотвращает образование льда или инея на проезжую часть, как это было бы в противном случае, как только температура дороги или воздуха упадет до нуля градусов по Цельсию.

Чем выше концентрация соли, тем ниже температура, при которой произойдет замерзание. Как правило, на дорогах соль теряет свою эффективность, когда температура опускается ниже -10 градусов по Цельсию.

Предварительное засоление дороги образует разделительный слой, поэтому в случае выпадения снега он не прилипает к поверхности дороги и его можно вспахивать или сбивать при движении транспорта.

Миф: Посыпая соль на лед или снег, соль растает и быстро удаляется без каких-либо других действий. температура поверхности и прогнозируется ли снегопад.

При распределении по поверхности льда или снега каждая крупинка начинает таять окружающий лед, продвигаясь наружу. Когда он тает лед, он образует лужу соленой воды, которая, в свою очередь, помогает растопить окружающий лед и так далее. Без движения транспорта для перемещения соли и соленой воды и смешивания ее с тающим льдом процесс таяния может занять значительное время.

Там, где снег падает на соль, он начинает таять снизу. Опять же, движение транспорта ускорит этот процесс.Однако первые машины, проносящиеся по снегу, на самом деле сжимают снег в лед почти так же, как создается снежный ком. Если движение мало или движется очень медленно, на дороге может образоваться слой льда, пока соль не начнет подниматься снизу вверх.

Миф: слишком холодно для снега

Существует зависимость между температурой и количеством влаги, которое может удерживать воздух. Однако только когда температура опускается ниже -40 градусов по Цельсию, в воздухе так мало влаги, что снег может выпадать редко.

В этой стране большая часть осадков начинается в виде снега в верхних слоях атмосферы в течение года. Поскольку снег падает через нижние слои атмосферы, воздух становится теплее и превращается в дождь.

Зимой воздух в нижних слоях атмосферы также холодный, и, если он равен нулю или ниже, снег может достигать земли. Однако очень незначительные изменения температуры на уровне земли из-за таких факторов, как ветер и высота, могут изменить тип осадков на небольших расстояниях. Вот почему синоптики часто очень осторожны и говорят, что возможен град, мокрый снег или снег.

Миф: Вся вода замерзает при нулевой температуре.

За исключением ледяного дождя! К счастью, это явление случается редко и часто связано с приближением теплого воздуха после продолжительного холода. Здесь осадки снова начинаются в виде снега в верхних слоях атмосферы, затем проходят через область теплого воздуха, которая превращает его в дождь, прежде чем, наконец, пройти через тонкий слой холодного воздуха прямо над поверхностью. Влага охлаждается до температуры ниже точки замерзания, но капли воды не замерзают, а переохлаждены.

Когда капли падают на землю или любую другую поверхность, они мгновенно замерзают и покрывают все ледяной пленкой. Это покрытие будет покрывать крупинки соли, делая их практически неэффективными, пока температура воздуха не поднимется и лед не начнет таять. Дорожное движение в период ледяного дождя будет серьезно нарушено, и отправлять тяжелые автомобили с песком в сеть небезопасно, так как у них тоже будет мало тяги, если она вообще будет.

Миф: вы знали, что пойдет снег, но еще не успели.Показания текущих погодных условий отправляются с обеих станций в метеорологическое бюро каждые 10 или 20 минут. На основании этих данных Метеорологическое бюро составляет два прогноза ежедневно в 12 часов дня и 17:30, которые показывают прогнозируемую температуру воздуха, температуру поверхности дороги, скорость ветра и количество осадков.

Прогнозы поступают как в текстовой, так и в графической форме, и на основе содержащейся в них информации планируется обработка песка. Если в полученной информации присутствует какая-либо неопределенность, делается телефонный звонок прогнозисту Метеорологического бюро.

Если в любое время дня произойдут какие-либо существенные изменения прогноза, синоптик предупредит дежурного по зимней службе совета с помощью телефонного сообщения.

Кроме того, ежедневно поступает прогноз от 2 до 5 дней, а также прогноз на 21 день в течение основных зимних месяцев декабря, января и февраля. Это позволяет заранее спланировать ресурсы песка.

Миф: я не видел песчаника в сети.

У нас есть 7 машин для песка, чтобы покрыть 350 км дорожной сети через район.Один автомобиль преодолевает весь маршрут примерно за 3 часа. Транспортные средства обычно начинают песком за 4 часа до того, как прогноз гласит, что температура воздуха или дорожного покрытия должна достичь точки замерзания.

В случае снегопада автопарк может постоянно находиться в дороге. Однако пройдет еще 3-4 часа, прежде чем они дважды пройдут одну и ту же точку, так как им придется вернуться на склад, чтобы залить солью.

Когда случаются сильные снегопады, нашим приоритетом является сохранение открытой стратегической сети.В это время машины для измельчения песка будут сосредоточены на основных дорогах и оснащены снегоочистителями, что означает, что дороги в поместьях могут не обрабатываться так часто.

Миф: Пескоструйный агрегат прошел мимо меня, но соль не рассыпалась.

Нынешний парк машин для пескоструйной обработки намного сложнее, чем в прошлые годы. Соляные брызги больше не покрывают лобовые стекла автомобилей и ноги пешеходов во всех направлениях. Механика, управляемая компьютером, теперь дозирует необходимое количество соли прямо на дорогу.Они также могут «бросить» соль в одну или другую сторону, чтобы обеспечить покрытие всей проезжей части, даже если транспортное средство движется только по одной стороне.

Однако это не всегда миф, поскольку транспортное средство могло не достигнуть начальной точки своего маршрута лечения, или может возвращаться в депо в конце своего маршрута или для заправки. Там, где транспортное средство не скрипит, оперативников попросили выключить свои желтые маяки, если это безопасно, во избежание путаницы.

Каждая машина для песка имеет систему GPS, которая отслеживает его маршрут, скорость, разбрасывает ли она соль и, если да, то количество разбрасываемого материала.Можно проверить дату и время, когда автомобиль находился на определенной дороге и что он делал. Система также предупреждает дежурного менеджера подрядчика, если транспортное средство отклоняется от обычного маршрута.

Миф: Вы никогда не наполняли бункер для соли на моей улице.

Надеюсь, это миф, но с более чем 520 бункерами для соли, разбросанными по всему району, всегда есть шанс, что один может быть упущен. В базе данных есть еще 90 ящиков, которые нам не принадлежат и поэтому не пополняются в рамках зимнего обслуживания.

Соль в мусорных баках предназначена для использования только на дорогах общего пользования, пешеходных зонах и пешеходных дорожках. Его нельзя использовать на частной собственности.

Бункеры наполняются в начале зимнего сезона, а затем контролируется использование. Мы пополняем их один раз в неделю или так часто, как позволяют кадровые ресурсы, в периоды высокого спроса. Пополнение происходит на ротационной основе в каждом районе города.

Если есть необходимость сохранить запасы соли, чтобы сеть стратегических магистралей оставалась открытой, то частота пополнения бункеров для соли может быть уменьшена.

Если считается, что соль из бункеров используется не по назначению, об этом можно конфиденциально сообщить Совету. Если замечено, что оно украдено, то об этом следует сообщить непосредственно в полицию вместе с маркой, моделью и регистрационным номером любого задействованного транспортного средства.

7 способов сделать свои собственные холодные компрессы в домашних условиях «МакГиверизмы :: WonderHowTo

Наличие купленного в магазине холодного компресса наготове — идеальное решение для небольших шишек, синяков, растяжений и растяжений, но зачем тратить деньги на яркие синие пакеты со льдом, когда можно сделать самому прямо у себя дома?

Эти домашние холодные компрессы принесут вам такое же облегчение боли при кожных, мышечных и других травмах — возможно, без необходимости похода в магазин.Вы можете даже использовать некоторые из них, чтобы ваши напитки оставались прохладными, если хотите!

1. Используйте кукурузный сироп или мыло для посуды.

Лучшая часть гелевого пакета со льдом — его мягкий и гибкий характер. Вы можете слепить его по той части тела, о которой идет речь (или от боли), и она хорошо держит холод. Однако для выполнения этой работы вам не нужны причудливые синие гелевые шарики — кукурузный сироп тоже подойдет.

Просто перелейте кукурузный сироп в пластиковый пакет с застежкой-молнией и положите в морозильную камеру. Через пару часов кукурузный сироп станет невероятно холодным, но не замерзнет, ​​что сделает его идеальным средством первой помощи.Если под рукой нет кукурузного сиропа, подойдет и мыло для мытья посуды.

2. Используйте водку

Ничто так не притупляет боль, как глоток водки, и то же самое можно сказать о домашних пакетах со льдом. Алкоголь изменяет точку замерзания воды, не позволяя ей затвердеть в ледяную глыбу в обычных морозильных камерах. Итак, если вам нужна гибкая форма первой помощи при простуде, смешайте воду и водку.

Залив нужное количество воды и водки в запечатанный пластиковый пакет, вы создадите домашнюю слякотную версию льда.Смесь сохранит холодную температуру и быстро охладит ожог, боль в мышцах или укус насекомого.

3. Используйте разменные монеты

У вас в копилке лежит куча запасных сдач? Прежде чем конвертировать его в наличные, храните его в морозильной камере на случай следующей травмы или боли. Металл хорошо сохраняет низкие температуры, поэтому, если вам срочно нужен пакет со льдом и вы не хотите «тратить» ни копейки, бросьте сдачу в морозильную камеру внутри пакета с застежкой-молнией и подождите несколько часов.

4. Используйте соленую воду.

Простейшее решение — вода — очевидно, но для создания льда, который не является твердым камнем и более пластичным по своей природе, просто добавьте в смесь соль. Соль изменяет температуру замерзания воды, так что ваш пакет со льдом, сделанный своими руками, становится более слякотным. Чтобы сделать пакет со льдом, смешайте две столовые ложки соли на каждые два стакана воды в пакете с застежкой-молнией и заморозьте в течение нескольких часов.

5.Используйте подгузник, воду и спирт

Как бы глупо это ни звучало, подгузники отлично справляются с холодом и довольно дешевы (если у вас в доме еще нет маленьких детей).

Возьмите (конечно же чистый) подгузник и наполните его смесью спирта и воды в соотношении 50-50. Спирт сохранит гелеобразную консистенцию добавленной воды после замораживания подгузника. Сверните очень влажный подгузник в небольшой плотный узелок и положите его в морозильную камеру; подождите несколько часов, а затем наслаждайтесь успокаивающей прохладой.

Преимущества лучше, чем у большинства пакетов со льдом: вы не только сможете легко обернуть их вокруг пальцев или суставов, но и не протечете. В конце концов, подгузники предназначены для удерживания удивительного количества жидкости.

6. Используйте губку с водой

Кухонные губки мягкие, мягкие и гибкие по своей природе, что делает их идеальными для пакетов со льдом своими руками! Просто опустите один под водой, пока он полностью не пропитается, затем положите его в пакет с застежкой-молнией и бросьте в морозильную камеру.(Если вы не пользуетесь сумкой, ваша губка, скорее всего, будет прилипать к стенкам морозильной камеры.)

Хотя губка будет твердой, когда вы ее снимете, она обеспечивает низкие температуры, необходимые вашей коже при травме; только помните, что не заставляйте его изгибаться слишком сильно, иначе он сломается. По мере того, как вы используете его, он постепенно возвращается в свое мягкое состояние, и вы можете лучше формировать его прохладу для вашей боли.

Если вы хотите поэкспериментировать, вы можете попробовать добавить спирт в смесь для получения более гибкой губки прямо из морозильной камеры.

7. Используйте рисовые зерна.

Вода, однако, не единственное средство достижения полного охлаждения и холода, когда вы страдаете от болей и болей. Рисовые зерна отлично работают! Все, что вам нужно, чтобы сделать свой собственный рисовый лед, — это рис (очевидно), герметичный пластиковый пакет (или, возможно, даже мешок, сшитый из ткани) и морозильная камера. Если вы спросите меня, это намного лучше, чем использовать пакет замороженного горошка. Кроме того, рис отлично сохраняет тепло, поэтому его можно использовать как грелку, сделанную своими руками!

Другие советы, которые вам, вероятно, понравятся:

Хотите освоить Microsoft Excel и вывести свои перспективы работы на дому на новый уровень? Начните свою карьеру с помощью нашего пакета обучения Microsoft Excel Premium A-to-Z из нового магазина гаджетов и получите пожизненный доступ к более чем 40 часам инструкций от базового до расширенного по функциям, формулам, инструментам и многому другому.

Купить сейчас (97% скидка)>

Другие выгодные предложения, которые стоит проверить:

Все, что вам нужно знать для создания рассола

Чем больше компаний по уборке снега и компаний добавляют антиобледенение в качестве услуги для своих клиентов, тем больше они обращаются к жидким антиобледенителям.

В то время как каменная соль остается надежным и эффективным выбором благодаря своей способности снижать температуру замерзания воды, солевой раствор является более экологически чистым вариантом, который может оставаться на месте при предварительном применении.

Поскольку добавление жидкостей к уборке снега связано с расходами, лучше постепенно внедрять новые стратегии. При первом запуске покупка рассола с хорошей репутацией или специальных жидкостей может гарантировать стабильность. Однако со временем, если подрядчик захочет оптимизировать свою рентабельность, возможно, пора научиться производить и хранить собственный рассол.

Чтобы понять различные затраты, связанные с процессом пивоварения, перейдите по этой ссылке.

Если это все еще звучит так, как будто оно того стоит, вот некоторые проблемы, на которые следует обратить внимание, а также угрозы безопасности.

Несмотря на то, что некоторые домашние сайты могут заставить вас поверить, создание солевого раствора требует большего, чем просто выливание соли в ведро с водой. Этот метод позволяет производить солевой раствор, но он слишком медленный и расточительный, чтобы его можно было использовать в коммерческой деятельности.

Расход воды

Существуют различные производители рассола, но важно знать, сколько воды у вас есть или вы можете получить (галлонов в минуту), потому что нецелесообразно иметь модель с высокой производительностью, но вы не можете подавать столько воды в .

Знание вашей текущей ситуации поможет вам решить, какой тип рассола купить и стоит ли того, чтобы увеличить поток. Вам нужна система, которая работает в вашей ситуации, поэтому вам нужно знать о возможностях вашего объекта.

Сооружения и насосы

Помимо знания ограничений вашей системы водоснабжения, вам также необходимо знать, как будет осуществляться доставка ингредиентов рассола, хранение и загрузка готовой продукции.Это противоречит цели настройки системы, если отсутствие логистики сводит на нет любую эффективность, которую вы могли бы получить, производя собственный рассол.

Важно учитывать, где будут располагаться насосы и где они будут подключены. Обеспечение правильных характеристик для предполагаемого использования и правильных уплотнений поможет системе продлить свой ожидаемый срок службы.

Очистка солевого аппарата

Прежде чем обратиться к производителю рассола, вы должны полностью осознавать, что потребуется для регулярной очистки системы, иначе производительность упадет.Качество гарантируется, если рассол содержится в чистоте, а нерастворимые материалы регулярно удаляются.

Очистка может быть такой же простой, как открытие клапана и нажатие кнопки, в то время как для других моделей может потребоваться перелопачивание системы или отсоединение частей и опрокидывание рассола.

Поскольку солевой раствор имеет тенденцию быть эффективным только в диапазоне температур от 20 до 35 градусов по Фаренгейту, могут быть добавлены такие химические вещества, как хлорид кальция или хлорид магния, чтобы еще больше снизить температуру замерзания воды.Это также приводит к тому, что растворы имеют сильное сродство к воде, поэтому помните о некоторых опасностях, связанных с обращением с рассолом.

Средства индивидуальной защиты, которые следует носить при работе с рассолом, различаются в зависимости от выполняемой задачи, но каски, защитные очки или защитные очки, резиновые перчатки и резиновые сапоги являются минимальной рекомендуемой защитной одеждой при работе с рассольными жидкостями.

Связаться при обращении

Если жидкость попадает на кожу, она может вызвать легкое раздражение и покраснение, если подвергнуться воздействию только в течение короткого времени.Продолжительное или продолжительное воздействие может привести к поверхностным или серьезным ожогам кожи. Попадание в глаза может вызвать раздражение от умеренного до сильного или даже травму роговицы.

Если рассол попал на кожу, промойте кожу водой в течение не менее 15 минут и как можно скорее обратитесь к медицинскому персоналу. При попадании в глаза промывайте глаза также в течение как минимум 15 минут.

Токсичные пары

Рассолы негорючие, но они могут выделять хлор и / или бром в случае пожара из другого источника.Еще один способ образования токсичных паров — это когда окислители, такие как гипохлорит кальция, могут выделять газы в кислых условиях.

Эти газы тяжелее воздуха, оседают в нижних или ограниченных пространствах и вытесняют весь пригодный для дыхания воздух.

Плотность тяжелых рассолов в забое | Международная конференция и выставка SPE по контролю за повреждением пласта

Плотность жидкостей для заканчивания тяжелых рассолов уменьшается при повышении температуры и увеличивается при повышении давления.Анализ давления-объема-температуры (PVT) различных солевых растворов при анализе давления-объема-температуры (PVT) различных солевых растворов при температурах от 76 до 345F и давлениях от 0 до 22000 фунтов на квадратный дюйм использовался для изучения поведения рассола. плотность в забойных условиях. Информация, полученная в результате этих измерений, позволяет инженеру более точно рассчитать плотность рассола на поверхности, которая обеспечит желаемый гидростатический градиент для управления пластовым давлением при обеспечении желаемого гидростатического градиента для управления пластовым давлением при скважинных температурах и давлениях.

Введение

Эффективное использование тяжелых рассолов во время операций заканчивания и ремонта требует точного расчета гидростатического давления столба жидкости в забойных условиях. Как и большинство жидкостей, эти рассолы расширяются при повышении температуры и сжимаются при повышении давления. Это влияет на забойную плотность тяжелых рассолов, используемых в таких местах, как побережье Мексиканского залива, где геотермические градиенты могут варьироваться от 1,2 до 2,2 F / 100 футов, а градиенты гидростатического порового давления могут варьироваться от 0.От 433 до 1,0 фунт / кв. Дюйм / фут. К сожалению, данные о расширяемости и сжимаемости, необходимые для этих расчетов забойного давления при скважинных температурах и давлениях, относительно ограничены, практически отсутствуют опубликованные экспериментальные данные по более тяжелым рассолам и смесям. Плохое приближение может привести к серьезным потерям дорогостоящего флюида в пласт или проблемам управления скважиной, таким как выбросы газа. В отсутствие экспериментальных данных многие авторы использовали эмпирические уравнения для моделирования изменений плотности различных рассолов и других скважинных флюидов.Недавно были разработаны математические модели для успешного прогнозирования отклонений плотности в скважине и гидростатического давления столба бурового раствора. Расчеты для этих моделей плотности для буровых растворов на масляной и водной основе основывались на литературных значениях сжимаемости и расширяемости воды, растворов хлорида натрия и нефти. Небольшой объем моделирования данных плотности также существует для природных рассолов и геотермальных флюидов, которые содержат хлорид натрия в качестве основного электролита. Отношение P-V-T также было экспериментально определено для различных концентраций NaCl в растворе до температуры 347F и давления до 4978 фунтов на квадратный дюйм.Недавно экспериментальные измерения были давления до 4978 фунтов на квадратный дюйм. Недавно были проведены экспериментальные измерения буровых растворов на нефтяной и водной основе в диапазоне температур и давлений от 70 до 400F и от 0 до 14000 фунтов на квадратный дюйм. диапазон давления от 70 до 400F и от 0 до 14000 фунтов на квадратный дюйм. В этой статье впервые исследуется поведение плотности рассола по результатам лабораторных измерений PVT для NaCl, CaCl2, NaBr, CaBr2, ZnBr2 / CaBr2 / CaCl2 и ZnBr2 / CaBr2 при давлении от 0 до 22000 фунтов на кв. Дюйм для постоянных температур 76, 198 и 345F.Эти лабораторные исследования показывают, что сжимаемость и термическое расширение этих флюидов может варьироваться в зависимости от состава рассола или, точнее, от общей концентрации соли в растворе. Кроме того, эти данные были использованы для разработки модели множественной регрессии, которая точно прогнозирует изменение плотности рассола до 345F и 22000 фунтов на квадратный дюйм для концентраций соли от 19% до 75% по массе.