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第1篇：化學除垢方法范文

本文在闡述建構(gòu)主義學習觀基本原理的基礎(chǔ)上，從師生關(guān)系、情景設(shè)計、協(xié)作學習和自主學習設(shè)計等方面探討了基于建構(gòu)主義的高中化學課堂教學方法問題，以提高教學效率。

【關(guān)鍵詞】

建構(gòu)主義；高中化學；課堂；教學方法

一、問題的提出

新一輪教學改革中，增加了研究性學習課程。研究性學習是一種基于建構(gòu)主義，突出學生的主體性、時空的開放性和過程的參與性的一種全新學習方式。其在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力方面，有著傳統(tǒng)課堂教學遠不能及的優(yōu)勢。但也不難發(fā)現(xiàn)，這種研究性學習要求學習者必須具有相關(guān)的基礎(chǔ)知識，不然這種“創(chuàng)造”最終是“無本之木，無源之水”?；瘜W等學科的課時減少，使我們又面臨新的挑戰(zhàn)：如何讓學生生動活潑地學習，進一步提高課堂教學效率。建構(gòu)主義是在認知主義學習觀的基礎(chǔ)上，掀起的又一場變革，它徹底摒棄以教師為中心、單純強調(diào)知識傳授、把學生當作知識灌輸對象的傳統(tǒng)教學模式，更加強調(diào)學習者的主體作用，強調(diào)學習的主動性、社會性和情境性，為我們提出了全新的教學設(shè)計思想。

二、建構(gòu)主義的學習觀

建構(gòu)主義認為：世界是客觀存在的，但對于世界的理解和賦予意義卻由每一個人自己的經(jīng)驗為基礎(chǔ)來建構(gòu)或解釋現(xiàn)實，每個人的世界是用各自的頭腦創(chuàng)建的，經(jīng)驗和對經(jīng)驗的信念的不同，致使人們對外部的世界的理解也迥異，為了獲得真理，人們通過合作學習修正自己的認識，從而使理解更深刻和全面。

三、建構(gòu)主義的化學課堂教學方法

1、師生關(guān)系

建構(gòu)主義提倡在教師指導(dǎo)下的、以學習者為中心的學習，也就是說，既強調(diào)學習者的認知主體作用，又不忽視教師的指導(dǎo)作用，教師是意義建構(gòu)的幫助者、促進者，而不是知識的傳授者與灌輸者。學生是信息加工的主體、是意義的主動建構(gòu)者，而不是外部刺激的被動接受者和被灌輸?shù)膶ο蟆＝處煹淖饔脧膫鹘y(tǒng)的向?qū)W生傳遞知識的權(quán)威角色轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生學習的輔導(dǎo)者，成為學生學習的高級合作者。教師不僅需要在學習內(nèi)容方面輔導(dǎo)學生，而且需要在新的學習技能和技術(shù)方面指導(dǎo)學生，這些對于教師自己也有可能是不大熟悉的。

教師應(yīng)該給學生提供世界真實的、復(fù)雜的問題。因而，必須放棄權(quán)威，開發(fā)或發(fā)現(xiàn)這些問題。教師必須認識到真實世界的復(fù)雜問題有可能有多種答案，鼓勵學生提出解決問題的多種觀點。當然這也意味著需要改變傳統(tǒng)的評價策略。

同時教師必須創(chuàng)設(shè)一種良好的學習環(huán)境，學生在其中可以通過實驗、獨立探究、合作等方式學習。

2、情景設(shè)計

建構(gòu)主義強烈推薦學生要在真實的情景下進行學習，要減少知識與解決問題之間的差距，強調(diào)知識的遷移能力的培養(yǎng)。因此，建構(gòu)主義的教學設(shè)計需要將設(shè)計的問題具體化，教科書上的知識內(nèi)容是對現(xiàn)實生活的抽象和提煉，而設(shè)計學習情景則是要還原知識的背景，恢復(fù)其原來的生動性、豐富性，同一個問題，在不同的情景背景中（不同的工作環(huán)境、社會背景），其表現(xiàn)是不相同的。

學習情景指為學生提供一個完整、真實的問題背景，使學生產(chǎn)生學習的需要；通過互動、交流，即合作學習，驅(qū)動學習者進行自主學習，從而達到主動建構(gòu)知識意義的目的。

這時要求創(chuàng)設(shè)有豐富資源的學習情景，其中應(yīng)包含許多不同情景的應(yīng)用實例和有關(guān)的信息資料、以便學習者根據(jù)自己的興趣、愛好去主動發(fā)現(xiàn)、主動探索。

反思以前的化學教學，我們在有意無意之間把學生學習化學的環(huán)境虛化了，抽象得“只剩骨架，不見皮肉”，如何還化學本來面目，顯示其強大親和力，則顯得尤其重要。

3、協(xié)作學習

建構(gòu)主義認為，學習者與周圍環(huán)境的交互作用，對于學習內(nèi)容的理解（即對知識意義的建構(gòu)）起著關(guān)鍵性的作用。這是建構(gòu)主義的核心概念之一。學生們在教師的組織和引導(dǎo)下一起討論和交流，共同建立起學習群體并成為其中的一員。在這樣的群體中，共同批判地考察各種理論、觀點、信仰和假說；進行協(xié)商和辯論，先內(nèi)部協(xié)商（即和自身爭辯到底哪一種觀點正確），然后再相互協(xié)商（即對當前問題擺出各自的看法、論據(jù)及有關(guān)材料并對別人的觀點做出分析和評論）。通過這樣的協(xié)作學習環(huán)境，學習者群體（包括教師和每位學生）的思維與智慧就可以被整個群體所共享，即整個學習群體共同完成對所學知識的意義建構(gòu)，而不是其中的某一位或某幾位學生完成意義建構(gòu)。如在配制燒堿溶液時，將準確稱量的NaOH固體溶于水后（熱溶液），立刻移入容量瓶，再加入蒸餾水至刻度定容。這樣操作的結(jié)果，將使配得的NaOH溶液的濃度值偏高？偏低？還是正確無誤？

甲方認為濃度偏低，理由是：容量瓶受熱溶液的影響體積膨脹，待冷至室溫時體積復(fù)原，于是溶液液面在容量瓶刻度線之上，致使溶液的濃度值偏低。

乙方認為濃度偏高，理由是：水（溶液）的熱膨脹率比玻璃的熱膨脹率明顯要高，用熱溶液定容，待冷至室溫時，溶液液面就會在容量瓶刻度線之下，致使溶液的濃度值偏高。

丙方認為濃度值正確的理由是：容量瓶和熱溶液在配制溶液時的體積都在膨脹，冷卻時體積都有收縮，溶液液面在容量瓶標線上不會有多大變化，不至于影響溶液的濃度值。

首先讓各方同學闡釋自己的觀點，老師和其他同學傾聽后發(fā)表自己的意見，并就相關(guān)問題展開討論，這時有同學提出通過設(shè)計實驗來驗證。并最終證明乙方同學的說法是正確的。

四、自主學習設(shè)計

教學實踐中總結(jié)出不少非常有效的自主學習方式。以發(fā)揮學生的主動性和首創(chuàng)精神為例，啟發(fā)式教學法就是一個成功的范例?？鬃诱J為啟發(fā)是：“不憤不啟，不悱不發(fā)?！保ā墩撜Z·述而》）?！皯崱本褪菍W生對某一問題正在積極思考，急于解決而又尚未搞通時的矛盾心理狀態(tài)。這時教師應(yīng)對學生思考問題的方法適時給以指導(dǎo)，以幫助學生開啟思路，這就是“啟”?！般笔菍W生對某一問題已經(jīng)有一段時間的思考，但尚未考慮成熟，處于想說又難以表達的另一種矛盾心理狀態(tài)。這時教師應(yīng)幫助學生明確思路，弄清事物的本質(zhì)屬性，然后用比較準確的語言表達出來，這就是“發(fā)”。

例如在“過氧化鈉與水反應(yīng)”教學時，王金福（“問題思維與創(chuàng)新能力培養(yǎng)”《學科教育》）的設(shè)計：

第一步：在試管1中加入一藥匙過氧化鈉粉末，加入5mL水，用帶火星的木條能否復(fù)燃檢驗放出的氣體是否為氧氣。

設(shè)問1：試管1中殘留的是什么溶液？

第二步：向試管1中滴加酚酞試液，溶液變紅。再用手搖動試管，紅色很快褪去。

設(shè)問2：酚酞試液的紅色為什么會褪去？

第三步：另取試管2加入少量濃NaOH溶液，再滴入酚酞試液，酚酞變紅。用力搖動試管，紅色褪去。

設(shè)問3：濃的NaOH溶液也有漂白性嗎？

第四步：將試管2中的溶液用水稀釋，溶液又變紅。

設(shè)問4：這說明了什么？若將試管1中溶液也用水稀釋，你們認為會有什么現(xiàn)象呢？

第五步：用水將試管1中溶液稀釋，溶液不變紅！

設(shè)問5：為什么試管1中的NaOH溶液稀釋后不變紅呢？

【參考文獻】

第2篇：化學除垢方法范文

關(guān)鍵詞：金屬材料與熱處理；教學體系；教學方法

作者簡介：劉金明（1976-），男，江西樟樹人，江西理工大學材料科學與工程學院，講師。

劉國平（1974-），男，江西樟樹人，江西省樟樹市第八小學，小學高級教師。

基金項目：本文系江西理工大學2012年校級教改課題（課題編號：3100220004）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）14-0115-01

一、課程概述

金屬材料是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國防、科技等領(lǐng)域使用最廣泛的工程材料，其應(yīng)用與熱處理工藝又息息相關(guān)?！敖饘俨牧吓c熱處理”是研究金屬材料及其強化方法的課程，是高校材料類、材料成型類、材料物理類學生的專業(yè)必修課。課程體系涉及的專業(yè)知識點多、面廣。隨著社會進步、科技的發(fā)展、教改的深入、知識的更新，課程內(nèi)容、要求及選用的教材等都有很大的變動。目前國內(nèi)外許多院校在“大材料”的背景下，就“金屬材料與熱處理”課程的教育改革進行了廣泛的探索和研究，其教育方面的中心問題主要集中在培養(yǎng)具有創(chuàng)造性和適應(yīng)性的復(fù)合型人才。

同時隨著知識經(jīng)濟時代的來臨，科學技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對高等教育的人才培養(yǎng)提出了更高的要求。而目前由于就業(yè)形勢的壓力，許多大學生缺乏專業(yè)學習興趣，厭學情緒比較嚴重，對前途感到茫然，不知道將來能干什么，以致于學生專業(yè)素質(zhì)、專業(yè)技能等存在某些不足。這些反過來又影響到學生的擇業(yè)和就業(yè)。托爾斯泰曾說過：成功的教學需要的不是強制，而是培養(yǎng)和激發(fā)學生的學習興趣。在本科專業(yè)教學中，只有充分調(diào)動學生的興趣，才能使學生變被動學習為主動學習，確保專業(yè)教學質(zhì)量。學生對專業(yè)課程的認識和興趣取決于授課教師正確而又巧妙的引導(dǎo)、培養(yǎng)和激發(fā)。

二、課程體系的構(gòu)建

“金屬材料與熱處理”課程由金屬熱處理原理、金屬熱處理工藝、金屬材料三部分內(nèi)容組成。[1]這三部分是“成分-工藝-組織-性能”的主線內(nèi)容，如圖1所示。

1.金屬熱處理原理內(nèi)容

結(jié)合工科院校金屬材料類專業(yè)的要求和特點，在課程體系中，金屬熱處理原理內(nèi)容主要包括三大轉(zhuǎn)變規(guī)律：

（1）鋼的加熱轉(zhuǎn)變。主要包括奧氏體的形成條件，形成過程，影響因素，奧氏體晶粒度的大小及影響因素。這也是熱處理的第一階段。

（2）冷卻轉(zhuǎn)變（2個曲線，3大組織轉(zhuǎn)變）。主要包括過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線（C曲線）及連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT曲線），P轉(zhuǎn)變，B轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變，M轉(zhuǎn)變。

（3）回火轉(zhuǎn)變。主要包括淬火鋼在回火過程中的組織轉(zhuǎn)變，M分解轉(zhuǎn)變，殘余奧氏體轉(zhuǎn)變，碳化物的轉(zhuǎn)變，滲碳體的聚集長大和α相回復(fù)、再結(jié)晶?；鼗饡r力學性能的變化與回火脆性。通過對金屬熱處理原理的講解，架構(gòu)熱處理轉(zhuǎn)變規(guī)律知識，為學生學習金屬熱處理工藝打好基礎(chǔ)。

2.金屬熱處理工藝內(nèi)容

金屬熱處理工藝內(nèi)容主要包括：鋼的退火與正火；鋼的淬火與回火；鋼的表面熱處理。其相關(guān)性如圖2所示。

3.金屬材料內(nèi)容

在課程體系中，金屬材料內(nèi)容主要包括：

（1）鋼的合金化基礎(chǔ)。主要有合金元素（Me）與鐵和碳的相互作用、奧氏體穩(wěn)定元素、鐵素體穩(wěn)定元素、Me對Fe-C相圖與鋼熱處理的影響、Me與鋼的強韌化的關(guān)系。

（2）鋼的分類及編號。

（3）結(jié)構(gòu)鋼。主要有工程結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼。

（4）工具鋼。主要有刃具鋼、模具鋼、量具鋼。

（5）特殊鋼、主要有不銹鋼和耐熱鋼。

（6）鑄鐵。主要有灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵。

三、課程教學方法的優(yōu)化

第一，巧用直觀教學法。直觀教學法就是教師通過實物、可視資料等手段，使學生建立基本概念，掌握基本操作技能及各種規(guī)律，突出重點，突破難點。直觀教學能充分發(fā)揮學生認知的

主體作用，培養(yǎng)學生學習的積極性、主動性和創(chuàng)造性，從而取得較好的教學效果。[2]在“金屬材料與熱處理”課程教學中，可充分利用一些經(jīng)過不同的熱處理工藝所獲得的顯微組織照片、熱處理工藝過程視頻資料、力學性能測試、模擬動畫等，通過直觀、生動的素材，使學生對金屬材料及檢測方法有更直觀的認識，對熱處理原理及組織轉(zhuǎn)變過程更容易理解、吸收、消化。

第二，巧用疑問與興趣教學法。疑問教學法或問題教學法就是以問題為載體貫穿教學過程，使學生在設(shè)問和釋問的過程中萌生自主學習的動機和欲望，進而逐漸養(yǎng)成自主學習的習慣，并在實踐中不斷優(yōu)化自主學習方法，提高自主學習能力的一種教學方法。[3]問題教學法充分體現(xiàn)學生的主體地位，能有效地激發(fā)學生自主學習的主動性和積極性。而趣味性教學，就是以激發(fā)學生學習興趣為心理基礎(chǔ)，結(jié)合教材內(nèi)容，靈活多變地用學生樂于接受的趣味性故事和語言組織教學。[4]例如在講授熱處理原理時，分析圖3中三條曲線變化的原因。淬火處理工藝如下：亞共析鋼：加熱到Ac3以上充分奧氏體化后，急冷淬火。過共析鋼：加熱到Acm以上充分奧氏體化后，急冷淬火；加熱到Ac1～Acm之間充分奧氏體化后，急冷淬火；馬氏體的硬度與其中含碳量的關(guān)系。

這些變化的原因是淬火工藝的關(guān)鍵點，是如何提高強度和綜合性能的切入點，貫穿金屬熱處理原理到工藝整個過程。

第三，巧用案例教學法。所謂案例教學，就是在教師的指導(dǎo)下，根據(jù)教學要求，組織學生對案例的調(diào)查、閱讀、思考分析、討論和交流等活動，教給他們分析問題和解決問題的方法，進而提高分析問題和解決問題的能力，加深學生對基本原理和概念的理解的一種特定教學方法。[5，6]例如汽車鋼板彈簧，在汽車行駛過程中承受各種應(yīng)力的作用，其中以反復(fù)彎曲應(yīng)力為主，絕大多數(shù)是疲勞破壞。而且，同樣的材料熱處理是否正確，其壽命相差也很大。所以要合理選擇材料并對所選材料進行成分、組織、性能分析，制定合理的熱處理工藝。

四、結(jié)論與建議

“金屬材料與熱處理”課程體系的構(gòu)建應(yīng)與專業(yè)培養(yǎng)目標相一致，并與培養(yǎng)計劃中的其他課程如“材料科學基礎(chǔ)”相互補充，相得益彰。課程內(nèi)容涉及面廣，但在實際教學過程中應(yīng)有所側(cè)重，在學時緊的情況下，有些內(nèi)容甚至可以由學生自學，如鑄鐵、其他材料簡介等章節(jié)。并盡可能給學生提供實踐的機會。課程的實際教學過程，往往是幾種教學方法結(jié)合，使教學更為生動，知識更容易為學生所接受，從而提高教學效果，并在教學過程中探索更多的有效的教學方法。

參考文獻：

[1]葉宏.金屬材料及熱處理[M].北京：化學工業(yè)出版社，2009.

[2]王建鳳.直觀教學法在金屬材料與熱處理教學中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代技能開發(fā)，2000，（4）：39.

[3]王未強，徐中明.淺析疑問教學法在《思想概論》課教學中的運用[J].思想研究，2001，（5）：110-111.

[4]陽益貴.從《金屬材料及熱處理》課談趣味性教學[J].現(xiàn)代技能開發(fā)，2002，（11）：34.

第3篇：化學除垢方法范文

關(guān)鍵詞：超聲波；強化傳熱；防垢；除垢

1引言

換熱器是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的熱力設(shè)備。通常換熱設(shè)備在運行一段時間之后都會出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象，即在固體表面上逐漸積聚起來一層固態(tài)或軟泥狀物質(zhì)，通常是以混合物的形態(tài)存在。污垢極大地增加了傳熱熱阻，使傳熱效率降低，嚴重影響了換熱設(shè)備的傳熱過程，甚至使設(shè)備不能正常運行，縮短了設(shè)備的使用壽命，造成巨大的能源浪費和經(jīng)濟損失，一直是傳熱方面亟待解決的問題。因此對換熱設(shè)備采取合適的技術(shù)措施進行防垢除垢，從根本上解決結(jié)垢問題，對企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)濟效益和環(huán)境保護等都有重要意義。

2換熱設(shè)備常用防除垢方法

目前企業(yè)中較為常用的換熱設(shè)備防除垢方法主要有機械清洗法、化學清洗法和超聲波清洗法。

機械清洗法是采用人工清洗工具或?qū)Ｓ霉ぞ咴O(shè)備對換熱器表面進行清理。該方法可除掉化學清洗不能除去的碳化污垢和硬質(zhì)垢，并且對鋼材損耗小，但對于換熱面的死角清洗不到，而且該方法需離線停車清垢，影響生產(chǎn)，清洗用時長，所需費用高。

化學清洗法是利用化學洗劑使換熱面上的污垢脫離，可在線清洗，勞動強度小，但容易對設(shè)備造成腐蝕；清洗結(jié)束后還需對廢液進行處理，否則直接排放會污染環(huán)境。

超聲波清洗法利用了脈沖彈性波能量首先在金屬中傳播的原理。超聲波因具有方向性好、穿透力強、在固體或液體中傳播衰減小等優(yōu)點，將其應(yīng)用于換熱設(shè)備不僅能減緩換熱設(shè)備表面污垢顆粒的沉積速度，而且還能夠有效地除掉已經(jīng)形成的污垢。該方法既不會污染環(huán)境和浪費資源，也不會對設(shè)備造成損傷，對工作人員也不會造成任何有害影響。與此同時，它可清除的污垢種類廣泛、除垢速度快、耗水量少、自動化程度高、工作性能可靠，還能連續(xù)在線工作。超聲波防除垢技術(shù)從根本上防止或清除污垢的沉積，實現(xiàn)了實時動態(tài)防除垢的效果，并且能夠起到一定的強化傳熱的作用，表現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性。

3超聲波防垢除垢技術(shù)

3.1超聲波防垢除垢機理

超聲波是一種頻率大于20kHz的聲波，方向性好、穿透力強，易于獲得較集中的聲能。超聲波在線防垢除垢技術(shù)，就是通過超聲波強聲場在管、板壁和介質(zhì)接觸界面間產(chǎn)生效應(yīng)，破壞污垢的形成和附著條件來實現(xiàn)防垢、除垢的。

超聲波在換熱界面間產(chǎn)生的效應(yīng)主要有：空化效應(yīng)、活化效應(yīng)、剪切應(yīng)力效應(yīng)及抑制效應(yīng)。超聲波防垢除垢機理如圖所示。

（1）空化效應(yīng)

超聲波的輻射能使被處理液體介質(zhì)產(chǎn)生大量的空穴和氣泡，當這些空穴和氣泡破裂或互相擠壓時，產(chǎn)生一定范圍的強大的壓力峰，液體里的成垢物質(zhì)在這種能量的作用下粉碎、細化懸浮于液體介質(zhì)中，使物體表面及縫隙之中的污垢迅速剝落。

（2）活化效應(yīng)

超聲波在液體中通過空化作用使水分子裂解成自由基，在一定程度上增加水的溶解能力、提高流動液體中成垢物質(zhì)的活性，增強其溶垢能力，可抑制污垢生成以及在管壁上沉積，使得成垢物質(zhì)在液體中形成分散沉積體而不會在壁面上沉積，從而達到防垢的目的。

（3）剪切應(yīng)力效應(yīng)

污垢與金屬的物理性質(zhì)和彈性阻抗不同，所以超聲波在金屬換熱管壁與垢層處的吸收和傳播速度也不同，從而在兩者上產(chǎn)生了速度差，形成相對剪切力，使污垢層產(chǎn)生松動、破碎而脫落，起到了除垢效果。

（4）抑制效應(yīng)

超聲波改變了管道內(nèi)流體的物理化學性質(zhì)，縮短了成垢物質(zhì)的成核誘導(dǎo)期，刺激了微小晶核的生成，可抑制離子在壁面處的成核和長大，使既定結(jié)構(gòu)的晶粒長大，因此減少了粘附于管壁上成垢離子的數(shù)量，從而減小了積垢的沉積速率。

3.2超聲波防除垢設(shè)備

超聲波防除垢裝置主要由超聲波電源發(fā)生器、超聲波換能器、傳輸電纜以及安裝超聲波換能器的管道組合件組成。其中超聲波電源發(fā)生器是一種將市電轉(zhuǎn)換為換能器相應(yīng)的高頻交流電以驅(qū)動換能器進行工作的設(shè)備，由電源單元、主控單元、參數(shù)調(diào)測單元、顯示單元、功放單元、遙控單元組成。1臺主機（超聲波電源發(fā)生器）可配置多個超聲換能器頭，能夠提供超音頻脈沖功率電能。超聲波換能器是把來自電源發(fā)生器的電能轉(zhuǎn)換成機械能（聲能）的部分，是產(chǎn)生超聲波的源。其內(nèi)采用換能效率高的壓電材料。超聲波的頻率相位實現(xiàn)自動跟蹤，從而使發(fā)生器和換能器在最佳狀態(tài)下工作，且超聲波的輸出功率可根據(jù)不同的工況需要而進行無極調(diào)節(jié)。

3.3超聲波防除垢設(shè)備應(yīng)用實例

（1）中石化某分公司一調(diào)溫水換熱器由于循環(huán)水中含有大量的鈣鎂離子以及微生物，在運行多年之后導(dǎo)致其每運行4-6個月左右就會形成一層0.5-1.5mm的硬垢，硬質(zhì)垢表面附著少量淤泥等雜質(zhì)，影響其正常使用，需要經(jīng)常清洗處理。通過在檢修時安裝了超聲波防除垢裝置，一年半以后再次打開換熱器時，發(fā)現(xiàn)換熱器表面清潔無垢，部分呈現(xiàn)金屬原色，且循環(huán)水進出口溫度溫差穩(wěn)定維持在7℃左右，運行效果穩(wěn)定。

（2）某石化公司的油漿蒸汽發(fā)生器用于油漿與除鹽水換熱產(chǎn)生中壓蒸汽。因油漿中含有較多的固化物，換熱過程中易結(jié)焦積碳，使換熱效率降低，蒸汽產(chǎn)量下降。同時，油漿無法冷卻到工藝要求的溫度，只能通過降低流量來確保油漿的冷卻效果。該發(fā)生器每年都需要清洗，每次清洗是管束內(nèi)側(cè)結(jié)垢、腐蝕較重，垢層厚度2-3mm，部分管束堵塞。該公司在安裝了超聲波在線防垢除垢裝置后，蒸汽產(chǎn)量增加，經(jīng)濟效益顯著。一年后打開換熱器，基本無垢質(zhì)，不需清洗。該裝置的使用減少了設(shè)備清洗次數(shù)，節(jié)約了清洗費用。

（3）中油管道某輸油氣分公司輸油站使用了6套熱媒/原油換熱器，由于污垢的產(chǎn)生，換熱器換熱效率普遍下降10%左右，每年經(jīng)濟損失十余萬元。通過改造安裝了2套超聲波脈沖防除垢裝置并投入使用。投運一個半月后，換熱效率提高2個左右百分點，投\五個月后，效率提高6個左右百分點，成功解決了換熱設(shè)備的結(jié)垢問題，并為企業(yè)節(jié)約了能源和資金。

第4篇：化學除垢方法范文

【關(guān)鍵詞】循環(huán)水處理 直流電解法 除垢 殺菌滅藻

一、概述

在鋁工業(yè)生產(chǎn)中，為節(jié)約水資源，許多設(shè)備的冷卻水均采用循環(huán)水進行冷卻。循環(huán)水系統(tǒng)分為密閉式和敞開式兩大類，無論是密閉式還是敞開式循環(huán)系統(tǒng)，水在長期循環(huán)使用過程中都會引起結(jié)垢、菌藻滋生和腐蝕等問題[1]，這些問題的存在嚴重影響了系統(tǒng)的效率，同時也縮短了設(shè)備的使用壽命，嚴重時會造成生產(chǎn)和安全事故[2，3]。因此針對循環(huán)水水質(zhì)的處理也成為一個十分重要的課題。

二、 循環(huán)水水質(zhì)處理方法對比

為了防止結(jié)垢、菌藻滋生和腐蝕所產(chǎn)生的危害，需要對水質(zhì)進行處理。目前較為常見的水質(zhì)處理方法包括：軟化法、藥劑法和直流電解法，這些方法的原理、效果和特點見表1：由表1可以看出，軟化法效果單一，并且存在加速腐蝕風險；化學法效果明顯，但清潔性差，維護管理繁瑣，經(jīng)濟性能不高；直流電解法具有高效、清潔、管理簡便、經(jīng)濟性能好的特點[4]。

三、直流電解法工作原理

直流電解處理工藝是通過直流電解過程中發(fā)生的電化學反應(yīng)來實現(xiàn)除垢、殺菌滅藻和防腐蝕效果，其工作原理如下：

（一）除垢

直流電解過程中陰極會發(fā)生析氫反應(yīng)生成氫氧根離子，使陰極區(qū)域產(chǎn)生強堿性環(huán)境，促使水中鈣鎂離子發(fā)生沉淀，其具體反應(yīng)過程如下：

陰極反應(yīng)：

沉淀反應(yīng)：

上述反應(yīng)會使水中鈣鎂硬度沉積在電解反應(yīng)器陰極表面，然后通過倒極電解或機械刮除的方式使其從陰極脫落并從設(shè)備中排出，使水中鈣鎂離子濃度不斷降低。當鈣鎂離子濃度低于沉淀溶解平衡濃度時，管道和換熱器表面所結(jié)碳酸鈣垢就會不斷溶解，從而實現(xiàn)系統(tǒng)除垢，其反應(yīng)過程如下：

水垢溶解：

水垢溶解形成的鈣鎂離子又被電解去除，從而實現(xiàn)系統(tǒng)徹底除垢。

（二）殺菌滅藻：

直流電解工藝采用具有電催化性能的特殊陽極，在直流電解過程中由于陽極催化作用會產(chǎn)生活性氯、活性氧、自由基等物質(zhì)，具體反應(yīng)過程如下：

析氯反應(yīng)：

自由基生成反應(yīng)：

電解過程中陽極產(chǎn)生的活性氯、活性氧和自由基具有極強的氧化性，對水中的菌藻類微生物具有強烈的殺滅作用，從而防止菌藻滋生和生物粘泥附著。由于自由基類物質(zhì)氧化還原電位很高，能夠避免各種微生物產(chǎn)生抗藥性。

（三）緩蝕

防止生物腐蝕：由于電解過程能實現(xiàn)除垢和避免菌藻滋生，因此能有效防止垢下腐蝕和硫細菌、鐵細菌等引起的點蝕、孔蝕。

四、實驗結(jié)果分析

本次實驗選用沈陽艾柏瑞環(huán)境科技有限公司的ZD系列設(shè)備對循環(huán)水水質(zhì)進行處理，該設(shè)備通過直流電解使陰極結(jié)垢，當陰極結(jié)構(gòu)達到一定厚度時停止電解，啟動刮渣裝置，通過機械動作刮除陰極上所結(jié)的碳酸鈣垢，使其從陰極上脫落，落入電解反應(yīng)器底部，然后通過開啟排垢閥排入儲垢槽。排垢結(jié)束后，重新進行電解除垢過程。除垢及殺菌滅藻實驗結(jié)果分別見圖1及圖2。

由圖1可以看出：在設(shè)備安裝初期，系統(tǒng)中硬度迅速降低，半個月后系統(tǒng)硬度維持在20～30mmol/L；運行一個月后，系統(tǒng)水垢濃度進一步降低，并保持在一個較低的濃度，表明系統(tǒng)原有硬垢排放基本完成，而系統(tǒng)達到了硬度補給和排垢平衡。

由圖2可以看出：在設(shè)備安裝前幾天中系統(tǒng)中細菌總數(shù)迅速降低，此后系統(tǒng)細菌總數(shù)一直保持在102～103CFU/L水平，表明直流電解處理設(shè)備具有良好的殺菌滅藻效果，抑制系統(tǒng)粘泥滋生和腐蝕。

五、結(jié)論

通過以上的分析表明，直流電解法作為一種新型技術(shù)應(yīng)用在水循環(huán)系統(tǒng)的除垢及殺菌滅藻領(lǐng)域具有重要作用，可明顯改善系統(tǒng)傳熱效率，降低系統(tǒng)運行能耗和水耗；不需投加任何化學藥劑，環(huán)境清潔性極高。隨著該技術(shù)的研究進一步深入，直流電解技術(shù)在循環(huán)水處理領(lǐng)域必將具有更廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻：

[1]周本省.工業(yè)水處理技術(shù)[M]. 第二版. 北京： 化學工業(yè)出版社， 1996.

[2]薛樹森等.工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范. GB 50050-2007. 北京： 中國計劃出版社， 2008.

第5篇：化學除垢方法范文

檸檬酸除垢劑的使用方法：1、檸檬酸除垢劑與水的配兌比例為1：20，配兌比例可以根據(jù)水垢的嚴重性調(diào)解濃度。

2、用沸水注入容器，或利用需要除垢的產(chǎn)品自行加熱煮沸，40－60℃效果更佳。

3、配制好的檸檬酸水必須盡量淹蓋水垢部分。

4、輕微的水垢無需等待，可以直接拿布沾不燙的水擦拭。

5、特別大型的水壺及水垢特別嚴重的器具請適當延長浸泡時間，或用布、紙巾協(xié)助清洗。

第6篇：化學除垢方法范文

關(guān)鍵詞：冷卻器；結(jié)垢；除垢

1.螺桿壓風機冷卻循環(huán)方式及重要性

我礦壓風機房配備四臺LS-320型螺桿式壓風機，整個機組為水冷機組，機組的水路系統(tǒng)作為其四大系統(tǒng)之一可謂是至關(guān)重要，充當著為機組作功降溫的重要作用，其冷卻器分為二部份，其一是為壓縮后的高溫空氣冷卻，稱為后冷器，其二是為循環(huán)油路內(nèi)油冷卻的冷卻器，稱為油冷卻器，其冷卻介質(zhì)均為水，壓風機工作時陰陽轉(zhuǎn)子作功產(chǎn)生大量的熱源，一方面被壓縮空氣帶走，另一方面被為機頭其提供、密封、散熱的油脂帶走，任何一項都超溫意味著停機事項和對油油質(zhì)的不可逆轉(zhuǎn)的破壞，螺桿式壓風機油質(zhì)為美國壽力公司專供，極為昂貴，而且長期高溫運行還會導(dǎo)致壓風機效率低下，核心部件干磨損壞等重大事故.所以其水冷卻器的換熱效率必須穩(wěn)定、高效。

2.螺桿壓風機風油冷卻器的結(jié)構(gòu)和布置

螺桿式壓風機的后、油冷卻器均為列管臥式冷卻器，列管材質(zhì)為銅，冷卻水從管內(nèi)流過，油從列管間流過，中間折返使油折流，銅管外壁為波紋結(jié)構(gòu)，以增大散熱面積，體積小、效率高。如圖1。

圖1

2.1冷卻器的布置

螺桿壓風兩冷卻器在機體內(nèi)上下布置，冷卻水自后冷卻器進水口進入，自出口排出，而后重新進入油冷卻器入口，自油冷卻器出口排出，兩冷卻器屬于串聯(lián)聯(lián)接，而這種聯(lián)接方式?jīng)Q定了油冷卻器結(jié)垢程度遠高于后冷卻器。

3.螺桿壓風機冷卻器結(jié)垢過程和機理

我礦壓風機冷卻水循環(huán)采用敞開式循環(huán)水， 且水質(zhì)較硬，雖然使用中性水，但由于冷卻水系統(tǒng)也是敞開式的。冷卻水的降溫循環(huán)利用室外的冷卻塔和冷卻水簾作為冷卻方式，這種敞開式循環(huán)水的水中不免會發(fā)生水質(zhì)變化，礦區(qū)水質(zhì)中含有有一些鈣鎂離子會在一定熱條件下反應(yīng)形成水垢，尤其是油冷卻器回水列管內(nèi)壁，結(jié)垢現(xiàn)象嚴重，甚至堵塞銅管，結(jié)垢不僅影響換熱效率，還在很大程度上影響了水流量，水流量越低，水溫越高，結(jié)垢速度越快，往往這種情況在幾天之內(nèi)就會發(fā)展到超溫，從而造成因冷卻效果差致使排氣溫度過高，最終停機問題。所以回水流量也是監(jiān)控結(jié)垢程度的一項參數(shù)。超溫停機不僅影響生產(chǎn)，還無形增加生產(chǎn)成本。

4.水垢的清除和預(yù)防

所謂水垢其實是水中鈣鎂離子等無機鹽在溫度升高時結(jié)晶析出，在管壁上形成由碳酸鈣、碳酸鎂為代表的硬質(zhì)層，這種硬質(zhì)層往往，特別堅硬、致密。根據(jù)我隊對水垢特點的認識，結(jié)合傳統(tǒng)機械除垢方法，我們采用機械和化學結(jié)合的方法進行。

4.1機械除垢

在現(xiàn)場實際中，最后一級冷卻器，即最末端的銅管結(jié)垢最為嚴重，其它段內(nèi)因水溫度不高，結(jié)垢尚輕，所以一概采用化學清洗的方法處理勢必會腐蝕結(jié)垢輕微的薄弱部分，而對于真正結(jié)垢嚴重或完堵塞的部分作用卻微乎其微，所以對于那些完全堵塞的銅管我們采用沖擊鉆配合特制的帶有排屑孔的深孔鉆頭的方式，將其鉆透，再將∮6mm鋼絲繩在各股鋼絲間斷剪斷，使鋼絲繩其密布鋼絲毛刺，穿入結(jié)銅管，然后兩端反復(fù)拉拽，這種方法可以將密致且光滑的水垢表面劃出溝痕，為一步清洗做準備；對于那此尚未堵塞但結(jié)垢嚴重的銅管，也應(yīng)采用鋼絲拉拽法先行處理。

4.2化學除垢

化學除垢是除垢過程的最后一步，也是最為關(guān)鍵的一步，我們采用的是市面多見的緩蝕除垢劑，這種除垢劑一般緩蝕率高，對冷凝器設(shè)備損傷極小，配合小流量尼龍循環(huán)泵即可，因為每根管先期處理程度不一樣，所以在化學清洗這步，也不建議進行整體清洗，為此我們制作了單管清洗接頭，實施單根管的清洗，這種方法雖耗時，但效果和安全性更高， 藥劑量計算方法可用通用公式計算G=1.97*F*h*a式中的G-用藥量（噸）F-單管受熱面積（平方米）h=水垢厚度（毫米） a-密度2.7T/m3， 也可以按照系統(tǒng)水容積計算，使用量為20～30Kg/1000kg，即2～3%，最后還是加入銅專用保護劑，對銅表面做鈍化處理。

4.3結(jié)垢預(yù)防

對于控制冷卻器的結(jié)垢最為重要的是對水溫的控制，跟據(jù)使用經(jīng)驗回水溫度控制在40℃以內(nèi)時，結(jié)垢速率大為減少，平均每年清洗一次即可，在生產(chǎn)中必要時還可調(diào)換后、油冷卻器的進回水方向，變換高水溫結(jié)垢區(qū)域，減緩其一部分的惡性發(fā)展。

參考文獻：

[1] 姜慶樂.《壓風機操作工》.煤炭工業(yè)部.

[2]《礦山機械》.煤炭工業(yè)部.

作者簡介：

孫鑫戩（1974-），遼寧省調(diào)兵山市，1997年畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學機械設(shè)計與制造專業(yè)，高級工程師，現(xiàn)為鐵能集團小青礦運轉(zhuǎn)隊副隊長。

第7篇：化學除垢方法范文

[關(guān)鍵詞]工業(yè)鍋爐 內(nèi)部檢驗 問題

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）47-0093-01

引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展進步，工業(yè)鍋爐在工業(yè)生產(chǎn)和人民生活得到了廣泛應(yīng)用，起著不可替代的作用，還具有量廣、面大、爆炸危險性大等特點。工業(yè)鍋爐作為一種承壓設(shè)備，一旦運行就處于一種不間斷的運行狀態(tài)中，一直受到高溫高壓水汽、高溫火焰以及煙塵沖刷的多重作用，受壓元部件容易發(fā)生腐蝕、磨損、變形等多種問題。這些隱患會隨著時間積累，甚至會引起其它的一些問題，嚴重危脅到工業(yè)鍋爐的安全運行。工業(yè)鍋爐檢驗的重要性不言而喻；及時發(fā)現(xiàn)這些隱患，及時采取措施，從源頭上消除安全隱患，以確保鍋爐安全、高效、持續(xù)、經(jīng)濟的運行。本文從作者多年的檢驗工作實際出發(fā)，總結(jié)淺析了工業(yè)鍋爐內(nèi)部檢驗中常見的一些問題及應(yīng)對措施。

1 腐蝕

腐蝕是鍋爐受壓元件破壞中最常見的問題之一。金屬的腐蝕很復(fù)雜，而且種類繁多。根據(jù)腐蝕機理不同，一般分為化學腐蝕和電化學腐蝕；根據(jù)腐蝕的形貌和面積不同，也可分為全面腐蝕和局部腐蝕。工業(yè)鍋爐腐蝕主要為局部腐蝕，從宏觀表現(xiàn)上有潰瘍腐蝕、斑點狀腐蝕、垢下腐蝕等。

工業(yè)鍋爐腐蝕一般發(fā)生在熱負荷較高的鍋筒底部和應(yīng)力較為集中的管孔區(qū)。其中垢下腐蝕在所有腐蝕中是最為常見的。垢下腐蝕是指當鍋爐受熱面上沉積物產(chǎn)生的腐蝕。由于沉積物的傳熱性能比受熱面金屬差的多，沉積物下面的金屬壁溫升高，沉積物與金屬之間的鍋水濃縮，且不易與沉積物之外的鍋水均勻混合；當鍋水中含有游離的氫氧化鈉（NaOH），且鍋水的pH值大于13時，金屬壁的氧化保護膜被NaOH溶解，保護膜被破壞形成了腐蝕電池的陽極，氧化鐵垢參與了電化學腐蝕的陰極過程，起著陰極去極化劉的作用。

Fe（OH）3+EFe（OH）3+OH

Fe3O4+H2O+2E3FeO+2OH

防止腐蝕通常采用以下措施：①控制工業(yè)鍋爐的給水和爐水PH值。給水PH值一般控制在8～9之間，爐水PH值控制在10～12之間；②減少爐水中腐蝕性鹽份的含量。③已經(jīng)產(chǎn)生腐蝕的，應(yīng)徹底清除金屬表面的沉積物、氧化物，重新煮爐，形成新的致密金屬保護膜。

2 裂紋

裂紋是鍋爐受壓元件破壞中最危險的問題，出現(xiàn)裂紋就有爆炸的可能性。大多數(shù)的裂紋產(chǎn)生是由于鍋爐內(nèi)力的反復(fù)作用和交變作用。鍋爐在運行過程中受力不均勻和受力頻率不穩(wěn)定是鍋爐產(chǎn)生裂紋的重要原因，而受力不均勻和受力頻率不穩(wěn)定是因為在生產(chǎn)過程中對力的需求具有時段性，力的大小也是變化的，這就會造成鍋爐內(nèi)溫度和壓力的波動，對有些元件就產(chǎn)生反復(fù)作用的效果。工業(yè)鍋爐的鍋筒、爐膽、管板、封頭、集箱、煙管與管板的結(jié)合段等部位較容易產(chǎn)生裂紋。受壓元件產(chǎn)生裂紋時，要慎重研究處理，查明產(chǎn)生裂紋的原因，根據(jù)出現(xiàn)裂紋的部件和工況，確定裂紋的性質(zhì)，以及鍋爐金屬材質(zhì)是否符合要求，鋼材是否變質(zhì)等情況，判斷裂紋是屬于苛性脆化裂紋還是疲勞裂紋裂紋，最終確定補焊或者挖補等修理方案。

3 水垢

工業(yè)鍋爐水中的鈣、鎂等化合物在鍋水中不斷加熱、蒸發(fā)、濃縮，當水中溶解物的溶解度達到飽和時，會不斷析出鹽類物質(zhì)并牢固地粘結(jié)在受熱面內(nèi)壁上形成堅硬的垢層，叫水垢。由于工業(yè)鍋爐排污不當，松散的水渣集聚，有些水渣易粘于受熱面，在受熱面上經(jīng)焙烘后，轉(zhuǎn)為水垢，稱為二次水垢。水垢的導(dǎo)熱性很差，比鋼小30～50倍，受熱面粘結(jié)水垢后，傳熱惡化，影響工業(yè)鍋爐的正常運行。

工業(yè)鍋爐水垢常見的有：

1、碳酸鹽水垢 其主要成分為鈣、鎂的碳酸鹽，以碳酸鈣為主，對低壓鍋爐有時高達50%以上。

2、硫酸鹽水垢 其主要成分為硫酸鈣，對低壓鍋爐有時高達50%以上。

3、硅酸鹽水垢 其成分復(fù)雜，絕大部分是鋁、鐵的硅酸化合物。在這種水垢組成中往往含有40%-50%的二氧化硅、25%-30%的鋁和鐵的氧化物以及10%-20%的鈉的氧化物，鈣鎂化合物的總含量一般不超過百分之幾。

4、磷酸鹽水垢 主要成分是Ca3（PO4）2。

5、混合水垢？ 是各種水垢的混合物。

6、氧化鐵水垢 主要成分是鐵的氧化物，其含量可達70%-90%。此外，往往還含有金屬銅、銅的氧化物和少量鈣、硅和磷酸鹽。

工業(yè)鍋爐煮爐除垢是根據(jù)水垢的類型選定煮爐藥劑，按規(guī)定的比例配制煮爐溶液并注入鍋爐，充水至接近鍋爐最高水位，維持藥劑在鍋爐內(nèi)一定壓力下循環(huán)24小時以上，與水垢之間發(fā)生充分的物理化學作用，達到除垢目的。根據(jù)藥劑的類型可分為堿洗除垢和酸洗除垢。近些年，還出現(xiàn)了運行除垢技術(shù)，也叫“在線”除垢技術(shù)，在鍋爐正常運行情況下，向爐水中加入有機化學藥劑使沉積物脫落，解決了鍋爐停運除垢的問題，且對鍋爐基本無腐蝕。但是其程序較為麻煩，需要在專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo)下進行，定時分析爐水水質(zhì)變化。

4 變形

鍋爐受壓元件的全部或局部發(fā)生鼓包、凹癟、彎曲的現(xiàn)象叫變形。造成鍋爐受壓元件局部變形的主要原因是受熱面金屬受高溫得不到冷卻發(fā)生金屬過熱強度下降造成的；也有因超壓使元件在整個截面上的材料都處于屈服狀態(tài)下發(fā)生的；也有由于受壓元件受熱不均勻（一面受高溫加熱，另一面不受熱）引起的；也有元件過長，吊裝支點不正確造成變形變曲的。

鍋爐上常見的變形發(fā)生在下列部位：

1、鍋殼式鍋爐爐膽高溫處凹癟

2、外燃式鍋殼鍋爐的鍋筒底部過熱鼓包。

3、立式鍋殼鍋爐的爐膽下部或下腳圈受熱處凹癟和橫水管鼓包。

4、立式鍋殼鍋爐爐膽頂部凹癟

5、鍋殼鍋爐煙管彎曲變形。

在對其檢驗時，檢驗人員要認真分析發(fā)生變形是由于鍋爐缺水、超壓事故還是水循環(huán)不暢等原因，及時采取措施，防止變形加劇。

5 鼓包

鼓包是工業(yè)鍋爐變形中的一種。工業(yè)鍋爐鼓包的根本原因是由于鍋筒、水冷壁管等部位直接受火焰輻射，煙氣沖刷，當受熱面有嚴重結(jié)垢或水循環(huán)不暢時，大大降低了金屬的導(dǎo)熱性，削弱鍋水對金屬壁的冷卻保護作用，金屬壁溫必然升高，當金屬壁溫超過其強度允許的溫度時，金屬的強度下隆，工作壓力使金屬超過其屈服極限，發(fā)生塑性變形，向外鼓包變形，直至開裂滲漏。

對鍋爐鼓包的檢驗。

1、確定鼓包位置，測量它的幾何位置，從內(nèi)外進行測量。

2、確定鼓包位置水垢厚度。

3、測量鼓包中心金屬殘余厚度及筒壁正常厚度，是否發(fā)生異常。

4、宏觀檢查后使用MT進行檢測是否有裂紋。

5、測定鼓包變形部位邊緣的硬度，通過和未變形的部位進行對比，測量宏觀變形范圍。

鼓包的修理方法有：冷頂修理、熱頂修理、挖補修理。工業(yè)鍋爐修理方法一般采用挖補修理。

6 結(jié)語

通過本文的介紹了工業(yè)鍋爐在使用過程中內(nèi)部檢驗經(jīng)常遇到的一些問題，對問題產(chǎn)生的原因和處理問題的方法做了分析。但工業(yè)鍋爐由于其結(jié)構(gòu)工況受力情況復(fù)雜，檢驗中還會經(jīng)常碰到這樣那樣的問題，還需要檢驗人員不斷地學習積累經(jīng)驗，分析原因采取合適的措施，保障工業(yè)鍋爐的安全運行。

參考文獻

[1] 蔡振華.關(guān)于鍋爐檢驗結(jié)論的探討[J].科技咨詢導(dǎo)報.2007（8）.

[2] 郝娟霞、梁慶軍. 鍋爐檢驗常見問題分析[J].China`s Foreign Trade.2010（24）：370-370.

第8篇：化學除垢方法范文

[關(guān)鍵詞]管線結(jié)垢 影響因素 處理措施

中圖分類號：TE868 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）22-0145-01

油田管道輸送的原油中含有大量的混合物（如H2S、CO2、各類離子、泥沙等雜質(zhì)），致使管道極易發(fā)生結(jié)垢。管道結(jié)垢后使得管道橫截面收縮，流量變小，造成壓力損失，大大降低運輸流量，造成能源浪費。目前青海油田尕斯庫勒第三采油作業(yè)區(qū)垢體的清洗方法主要是熱洗及酸洗，這些方法存在很多弊端。通過深入研究管道結(jié)垢機理，分析影響結(jié)垢的因素，并根據(jù)管道中流體中介質(zhì)和管道材質(zhì)，提出相應(yīng)的清洗及防護方法，對于該區(qū)塊管網(wǎng)維護和完善有重要的意義[1]。

1 尕斯庫勒第三采油作業(yè)區(qū)管道結(jié)垢影響因素

青海油田尕斯庫勒第三采油作業(yè)區(qū)主要開采地層為E31及N1-N2，其中E31地層礦化度高，部分地層平均礦物離子濃度高達86200 mg/L，pH值5.4，水性呈弱酸性。其中SO4-2、HCO3-、Ca2+含量較高，為碳酸鹽和硫酸鹽的形成提供了有利條件。當溫度、壓力等外界條件發(fā)生改變時，流體化學平衡被打破，致使管線結(jié)垢，并發(fā)生嚴重腐蝕。同時N1-N2地層含蠟較高，第一次加熱至第二次加熱過程中，原油溫度逐漸下降，當原油溫度低于蠟的初始結(jié)晶溫度時，蠟垢開始結(jié)晶析出[2]，產(chǎn)生了以碳酸鹽、硫酸鹽、蠟結(jié)晶為主的結(jié)垢物質(zhì)。致使該區(qū)域管網(wǎng)系統(tǒng)春季管網(wǎng)泄露、冬季管網(wǎng)堵塞頻發(fā)，難以滿足生產(chǎn)及安全需求。

1.1 溫度影響

尕斯庫勒油田目前油井253口，其中7-8月管線進行化學熱溶劑清洗日平均次數(shù)為0.2次，9-10月為0.5次，11-12月為2.7次，從中可以看出溫度的改變直接影響了管線的結(jié)垢程度，結(jié)垢溫度的影響的主要是改變易結(jié)垢鹽類的溶解度[3]。溫度下降的同時，原油降低了對蠟的溶解能力，使蠟初始結(jié)晶溫度升高[4]，蠟開始析出，油溫與結(jié)蠟量關(guān)系如圖1所示。采出液溫度越高，碳酸鈣在水中的溶解度就越低，其結(jié)垢速率隨采出液溫度的上升而增加。

1.2 壓力影響

壓力對CaCO3、CaSO4和BaS04結(jié)垢均有影響。當有相應(yīng)的氣體參加反應(yīng)時，壓力對CaCO3結(jié)垢影響較大，壓力降低，促進結(jié)垢加速。在原油運輸中壓力逐漸降低，結(jié)垢率增加[5]。

1.3 流體飽和度的影響

E31地層原油隨著含水率的增加含鹽量逐步升高。含鹽度高的地層水會更易產(chǎn)生大量的鹽酸鹽和硫酸鹽的垢體，但高礦化度地層水相對穩(wěn)定。地層水被采出與注入水或是其他性質(zhì)的原油混合致使平衡被打破，極易發(fā)生化學反應(yīng)使管線結(jié)垢[6]。

1.4 pH值的影響

當管線內(nèi)流體的pH值偏堿性時，通常會產(chǎn)生大量的碳酸鈣沉淀。當pH值偏酸性時，則產(chǎn)生的碳酸鈣沉淀較少。pH值增大結(jié)垢趨勢增強，碳酸氫根離子易轉(zhuǎn)化為碳酸根離子，從而容易產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，結(jié)垢量增多。

2 防治結(jié)垢的方法

石油管道的結(jié)垢處理方法，主要為物理法、化學法、機械法及流程改造四種。物理法主要是通過借助物理原理及設(shè)備來實現(xiàn)的;化學法主要是通過化學試劑與結(jié)垢物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)溶解結(jié)垢物質(zhì);工藝防垢過程通過改造易發(fā)生結(jié)垢的流程和區(qū)域，減少結(jié)垢概率，破壞結(jié)垢的規(guī)模。當大片區(qū)域發(fā)生結(jié)垢后就應(yīng)采用機械方法或化學除垢，本文將主要介紹適用于尕斯庫勒尕斯第三采油作業(yè)區(qū)的幾種結(jié)垢防治對策。

2.1 中轉(zhuǎn)站脫水技術(shù)

中轉(zhuǎn)站是防治管網(wǎng)結(jié)垢一個非常有效的方法，通過中轉(zhuǎn)站脫水可準確消除結(jié)垢的發(fā)生的概率。低含水和無水狀態(tài)的原油中鈣和鎂含量將大大的降低，減少了結(jié)垢的概率，即使有少量生成，是不會對管網(wǎng)產(chǎn)生太大的影響。尕斯庫勒第三采油作業(yè)區(qū)目前加熱加壓中轉(zhuǎn)站有6個，脫水中轉(zhuǎn)站1個，僅供主干線脫水，并未改善區(qū)塊內(nèi)結(jié)構(gòu)情況嚴重的問題[7]。

2.2 聚合物阻垢技術(shù)

目前，市場上有許多種阻垢劑，阻垢劑的作用及其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用也較好，但也有一定的局限性：第一，高礦化度油田水化學阻垢劑，使用效果不太明顯，聚合物類阻垢劑在油田中使用頻率較高，但聚合物類阻垢劑可能造成二次污染油田水，從而增加污水處理難度，其次阻垢劑對于懸浮型結(jié)垢無作用效果，無益于長期使用[8]。

2.3 磁防垢技術(shù)

磁防垢技術(shù)在油田中的應(yīng)用存在著一定的局限性，主要是因為含鹽濃度對磁防垢具有一定的影響，含鹽量越高，磁防垢的效果越差差。國內(nèi)外數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示磁防垢技術(shù)在鹽濃度含量超過3000mg/L的水溶液就不能達到效果[9]。

2.4 超聲波防垢技術(shù)

超聲波在管線內(nèi)的衰減隨距離增加而明顯的增加，短距離內(nèi)的超聲波波防垢技術(shù)能較好的應(yīng)用，但對于遠距離的管線結(jié)垢后，超聲波難以實現(xiàn)除垢應(yīng)用，不適于大面積額使用。

3 結(jié)論

通過對尕斯油田結(jié)垢原因及防垢技術(shù)的分析，發(fā)現(xiàn)這些結(jié)垢的方法不能有效的消除抽油井中易結(jié)垢離子的形成，且不能使這些離子在進入油田集輸系統(tǒng)之前消除掉。尕斯庫勒第三采油作業(yè)區(qū)輸油管線距離較長，區(qū)塊內(nèi)原油物性差距較大，管網(wǎng)內(nèi)成垢離子含量較多，溫度變化影響較大。想要解決該區(qū)塊春季管網(wǎng)泄露，冬季管網(wǎng)堵塞頻發(fā)的問題，需要從根本上解決該區(qū)塊成垢離子含量較高的問題，結(jié)合以上問題，提出以下解決方案：首先增加脫水中轉(zhuǎn)站的同時使用化學試劑降低原油內(nèi)的成垢離子含量;其次，控制管線的流體溫度，對該區(qū)的流體取樣分析，并計算出蠟、硫酸鈣、碳酸鈣的成垢溫度臨界值來控制流體溫度區(qū)間，從而減少垢體形成;實時跟蹤管線壓力，實現(xiàn)壓力的數(shù)字化管理，通過壓力差計算來實時監(jiān)測和治理初期結(jié)垢管線。

參考文獻

[1] 付亞榮，王開炳.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于油田地面集輸管道結(jié)垢預(yù)測[J].西南石油學院學報，1999，21（2）：68-69.

[2]賈海波，郭焱，李昱江，等.陜北油田集輸系統(tǒng)結(jié)垢機理研究[J].油馓锏孛婀こ蹋2009，28（10）：9-10.

[3]左景欒，任韶然，于洪敏.油田防垢技術(shù)研究與應(yīng)用進展[J].石油工程建設(shè)，2008，34（2）：7-14.

[4]龍媛媛.勝利油田典型區(qū)塊集輸系統(tǒng)的腐蝕及防護[J].石油化工腐蝕與防護，2006，23（6）：1-2.

第9篇：化學除垢方法范文

1.控制溫度。

經(jīng)過分析水垢形成的條件及機理,可知把太陽能熱水器的水溫控制在結(jié)垢溫度以下,就能避免水垢的形成,一般而言真空管型太陽能熱水器的溫度容易到達結(jié)垢溫度,如果在集熱管的前面加上遮陽的裝置,在溫度超過結(jié)垢溫度以后,遮陽系統(tǒng)自動啟動,把集熱面遮擋住,能夠阻止水垢的生成,也能防止熱水器過熱。平板型熱水器由于在高溫時容易達到集熱與散熱的平衡,結(jié)垢的情況就明顯好于真空管型熱水器。雙循環(huán)型與強制循環(huán)型太陽能熱水器(集熱器管里不接觸水)就可以通過控制水箱溫度在70度以上時,強制循環(huán)泵停止工作,使熱量不再進入水箱,使水箱溫度不再升高,從而較好的防止水垢的生成。

2.離子交換法。

軟水機是家用水處理行業(yè)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的一種水處理方式,它的工作原理就是陽離子與水中的鈣鎂離子交換,除去水中的鈣鎂離子。采用這種方式的軟化水設(shè)備一般也叫做“離子交換器”(由于采用的多為鈉離子交換樹脂,所以也多稱為“鈉離子交換器”)。離子交換樹脂是軟水機的核心部件,它是一種聚合物,帶有相應(yīng)的功能基團。一般情況下,常規(guī)的鈉離子交換樹脂帶有大量的鈉離子。當水中的鈣鎂離子含量高時,離子交換樹脂可以釋放出鈉離子,功能基團與鈣鎂離子結(jié)合,這樣水中的鈣鎂離子含量降低,水的硬度下降。硬水就變?yōu)檐浰?這是軟化水設(shè)備的工作原理。當樹脂上的大量功能基團與鈣鎂離子結(jié)合后,樹脂的軟化能力下降,可以用氯化鈉溶液流過樹脂,此時溶液中的鈉離子含量高,功能基團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結(jié)合,這樣樹脂就恢復(fù)了交換能力,這個過程叫作“再生”。

由于實際工作的需要,軟化水設(shè)備的標準工作流程主要包括:工作(有時叫做產(chǎn)水,下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個過程。不同軟化水設(shè)備的所有工序非常接近,只是由于實際工藝的不同或控制的需要,可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎(chǔ)的軟化水設(shè)備都是在這五個流程的基礎(chǔ)上發(fā)展來的(其中,全自動軟化水設(shè)備會增加鹽水重注過程)。

這種方法主要優(yōu)點是:效果穩(wěn)定準確,工藝成熟,可以將硬度降低至0。其缺點是:工作過程會產(chǎn)生過量的再生廢液;耗鹽量大,需經(jīng)常加鹽還原;排出大量含鹽廢水易引起管道腐蝕,熱水使用存在安全隱患;設(shè)備放置在室內(nèi)占有空間大;相對于太陽能來說價格偏高。

3.電磁法。

采用在水中加上一定的磁場來改變水分子的特性,從而改變碳酸鈣(碳酸鎂)沉積的速度及沉積時的物理特性來阻止水垢形成的方法叫做電磁法。電磁法阻垢主要有兩種外加磁場的方式:永磁型和電磁型兩種結(jié)構(gòu)方案。永磁型防垢器外形呈管狀,內(nèi)部是釹鐵硼高磁性材料,外部是碳鋼屏蔽體,水從釹鐵硼與外殼的夾層流過即被磁化處理,水分子鍵同時發(fā)生角度和長度的變形,氫鍵角從105度減小到103度左右,使水的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,即原水分子大締合鏈狀大分子的氫鍵斷裂成單個水分子,水中單個水分子急劇增加,水中溶解鹽的正負離子就迅速被大量單個水分子包圍,運動速度降低,有效碰撞次數(shù)減少,靜電引力下降、從而使水中的鈣、鎂離子無法與碳酸根結(jié)合成碳酸鈣和碳酸鎂,從而達到除垢、防垢、阻垢的效果。同時由于水體吸收大量被激勵的電子,使水的偶極矩增強,與鹽的正負離子的親和能力增強,從而使管壁上原有的水垢逐漸松軟以至脫落,大締合水分子成單個水分子后,極微小的水分子可以滲透、疏松、溶解垢體,也能達到除垢的效果。

電磁型防垢器有管道式防垢器和纏繞式防垢器兩種型式,管道式防垢器安裝時,管道從管道式防垢器上的孔徑穿過;纏繞式防垢器安裝時,把設(shè)備上的電源線按照一定的方向纏繞在給水管道上,在通電時兩種型式的防垢器線圈都會在給水管道上產(chǎn)生磁場,水流過電磁場切割磁力線,水被磁化,它的磁性來源于通電的線圈,防垢原理與使用條件同永磁性防垢器。

此種防垢器的特點是:設(shè)備投資小,安裝方便,運行費用低;但是效果不夠穩(wěn)定,沒有統(tǒng)一的衡量標準,因為通過磁場后的水分子將在24小時左右時間恢復(fù)到通磁前的狀態(tài),所以處理后對水的使用時間、距離都有一定局限。從原理上看只能應(yīng)用在循環(huán)水或即熱式太陽能熱水器的防垢處理,針對儲水式的太陽能熱水器,此種防垢方式還值得探討。電磁法防垢對磁力大小有硬性指標要求,磁場強度要在2000高斯以上,最主要的是現(xiàn)在磁化功能并沒有得到相關(guān)的認證,對其可行性與實效性存在質(zhì)疑。

4.加藥劑法。

向水中加入專用的阻垢劑,可以使鈣鎂離子、碳酸根離子與藥劑的分子形成絡(luò)合物,增加其在高溫水中的溶解度,從而使水垢不能析出、沉積。目前工業(yè)上可以使用的阻垢劑很多,在水處理中常用的阻垢劑有復(fù)磷酸鹽、有機膦酸、膦羧酸、有機膦酸脂、聚羧酸等。目前在生活用水行業(yè)通用的阻垢劑是硅磷晶,它是一種緩慢溶解的球狀化學藥劑,主要是由多種磷酸鹽、硅酸鹽經(jīng)特殊加工工藝制成。自來水從進口進入阻垢器,水從裝有硅磷晶的藥罐里流過,硅磷晶就溶解在水里進入太陽能熱水器,消耗量是1～3ppm即1噸(1百萬克)水中溶解硅磷晶量1～3克,適應(yīng)水的鈣硬度范圍在30～400ppm之間,這對于我國絕大部分地區(qū)都是適用的。硅磷晶技術(shù)使用方便,無動力消耗,不增加用水系統(tǒng)的阻力,平時無需專人維護,這種方法的特點是:一次性投入較少,適應(yīng)性廣,阻垢、除垢能力強,性能穩(wěn)定,尤其適合于儲水式加熱器,只需要根據(jù)系統(tǒng)的用水量大小,按時添加硅磷晶。

5.光催化氧化法。

光催化氧化反應(yīng)是目前研究較多的一項高級氧化技術(shù)。所謂光催化反應(yīng),就是在光作用下進行的化學反應(yīng)。光化學反應(yīng)需要分子吸收特定波長的電磁輻射,受激產(chǎn)生分子激發(fā)態(tài),然后發(fā)生化學反應(yīng)生成新的物質(zhì),或者變成引發(fā)熱反應(yīng)的中間化學產(chǎn)物。他屬于光化學反應(yīng)降解污染物,有催化劑參與的光化學氧化過程,在當前的水處理行業(yè)應(yīng)用方式主要是利用光催化片做為氧化劑,將無機的光敏半導(dǎo)體材料TiO2燒固在陶瓷表面,形成牢固的二氧化鈦膜面層即光催化片,同時結(jié)合一定量的紫外線光線輻照,使光敏半導(dǎo)體在光的照射下激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對,吸附在半導(dǎo)體上的溶解氧、水分子等與電子――空穴作用,產(chǎn)生氧化性極強的自由基,再通過與污染物之間的羥基加和、取代、電子轉(zhuǎn)移等方式將污染物降解為無毒物質(zhì),無二次污染。最終將水中污染物礦化為無害的二氧化碳和水,也將水中的成垢離子HCO3-、CO32-轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。即使在微光的作用下也能起強烈的光催化作用,具有防污、防臭、抗菌(殺菌)、除(阻)垢的效果,水質(zhì)經(jīng)過凈化后水PH值呈弱堿性、小分子團,改善了水質(zhì)。

此種水處理方式在瓶裝飲用水行業(yè)已開始使用,在太陽能熱水器里的使用還在研究階段。在太陽能中利用方案一:太陽能的水箱至少要做成透光的水箱,或者做成一小部分透光,只要水箱里的水能有光線輻射進去就可以,在水箱里面放置光催化片,光催化片的面積需要與水箱容積相匹配,一般300升水需要配置0.6～1平米。方案二:在太陽能的進水管道前增加一個透光或半透光的水箱,里面放置光催化片,即前置水箱,前置水箱可放置在室外或室內(nèi),水在前置水箱里就被處理,進入太陽能水箱后就不會結(jié)垢。一般光催化片對水的處理時間需要3～4小時,處理過的水能夠長時間不結(jié)垢。此種阻垢方法的應(yīng)用技術(shù)可行,不過推廣的瓶頸主要在加工工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上,即如何把光催化片放置在水箱里,如何把光線引進水箱。