Ki sa ki maksimòm dite total (tankou CaCO₃) ke yon aparèy chofaj djenn Titàn Klas 2 ka tolere nan Eau jewotèmal nan 120 degre san yo pa fòme echèl silikat aderan?

Eau jeotèmal yo rich nan kalsyòm, mayezyòm ak lòt mineral osi byen ke silica fonn (SiO2). Silica polymerize nan 120 degre ak ko-precipitate ak kabonat kalsyòm ak mayezyòm ak silikat yo fòme echèl obstiné sou sifas chofaj Titàn. Kontrèman ak echèl kabonat kalsyòm, ki ka fonn ak netwayaj asid, echèl ki baze sou silikat-tankou silikat kalsyòm ak silikat mayezyòm yo reziste ak pifò asid epi yo mande pou retire fòs mekanik. Pi gwo dite total (eksprime kòm CaCO3) ki ka tolere pa Titàn Klas 2 san fòmasyon nan echèl silikat ki adhere a se yon fonksyon nan nivo a silica ak rapò kalsyòm-a-mayezyòm. Pou Eau mwayèn jewotèmal ak 200-400 ppm SiO₂ dite maksimòm jeneral la se 500 ppm CaCO₃. Pi wo pase tanperati sa a echèl silikat la vin aderan nan 500 èdtan epi rapidman degrade transfè chalè.

Mekanis nan depozisyon echèl silikat sou Titàn

Nan 120 degre silica likid (tankou H4SiO4) polymerizes nan silica koloidal ak evantyèlman nan silica amorphe. Nan prezans kalsyòm ak mayezyòm iyon balans silikat yo presipite dirèkteman sou sifas la cho Titàn. Pousantaj presipitasyon ap grandi eksponansyèlman ak tanperati ak dite jeneral. Echèl la se amorphe, difisil ak fòtman aderan pa lyezon chimik nan kouch nan oksid Titàn. Kontrèman ak echèl kabonat, echèl silikat yo pa idrosolubl nan asid mineral abityèl yo (HCl, H2SO4, HNO3) nan kantite ki an sekirite. Se sèlman asid fluoridrik (HF) ki ka retire balans silikat men HF detwi Titàn fòtman e konsa netwayaj chimik pa solid. Apre fòmasyon li yo, echèl silikat la dwe mekanikman retire pa grate oswa pa yon jè dlo presyon ki wo, ki ka domaje sifas Titàn la.

Fòmasyon ak Aderans nan yon Echèl Kantitatif kòm yon Fonksyon nan dite total

Pwopriyete echèl yo te jwenn diferan pa tès kontwole nan simulation Eau jeotèmal (250 ppm SiO2, pH 7.5, 120 C) ak dite total varyab quantifye kòm ppm CaCO3 sou yon peryòd de 500 èdtan. Dite total mwens pase 200 ppm. Epesè echèl la se 20-50 µm Echèl la se poud epi li pa-aderan. Èske yo ka retire pa dlo kole. Nan dite 200-400 ppm, echèl epesè se 50-100 µm, echèl la trè obstiné epi retire li bezwen bwose, ak kèk grave nan sifas detekte anba echèl la. Nan 400 - 600 ppm dite, echèl la se 100-200 μm epè, difisil, trè adezif, ki egzije grate mekanik yo retire epi gen 10-30 μm anba-echèl korozyon apre 500 èdtan. Epesè echèl la se 200-400 µm, echèl la silikat ki adhére fòme nan 100 èdtan, pitting anba-echèl la se 50-100 µm ak pèt transfè chalè a se sibstansyèl. Nan dite 600-800 ppm fòmasyon echèl se rapid ak obstiné nan dite 800 ppm. Perf risk nan 1,000-2,000 èdtan.

Tolerance dite efè konsantrasyon silica ak rapò Ca:Mg

Plis silica vle di mwens dite total pèmèt. Si silica se mwens pase 100 ppm. Dite maksimòm pou echèl ki pa -aderan se 800 ppm. Kalite echèl se sitou kabonat kalsyòm ki ka retire pa netwayaj asid. Dite maksimòm se sèlman 600 ppm. Silica se 100 a 200 ppm. Echèl se melanje kabonat-silikat, epi retire li se pa asid + bwose. Silica 200-300 ppm Dite maksimòm 500 ppm Echèl se silikat rich ak modera aderan. Retire mande bwose mekanik sèlman. Pou Titàn, maksimòm dite se 400 ppm, ak silica 300-400 ppm. Yo fòme echèl silikat difisil epi retire li ak HF pa rekòmande. Silica pi wo pase 400 ppm bay dite maksimòm 300 ppm ak fòm echèl silikat grav ki pa retire san domaj tib. Rapò a nan kalsyòm ak mayezyòm tou enfliyanse aderans echèl, ak pi gwo kontni mayezyòm pwodwi plis obstiné echèl silikat mayezyòm, ak limite dite a akseptab pa 20-30%.

Gid sou Dite ak Jesyon Silica pou aparèy chofaj Eau jeotèmal

Tablo ki anba la a bay rekòmandasyon pou kontwole fòmasyon echèl sou aparèy chofaj djenn Titàn Klas 2 nan sèl jeotèmik nan 120 degre kòm yon fonksyon dite total ak konsantrasyon silica.

Dite total (ppm CaCO3) Konsantrasyon Silisyòm (ppm) Kalite echèl Metòd retire echèl epèsè espere apre 1,000 èdtan (µm)<200 <200 Calcium carbonate Acid cleaning (5% HCl) <50
200–400 <200 Mixed carbonate-silicate Acid + brushing 50–100 200–400 200–300 Silicate-rich Mechanical brushing only 100–150 400–500 200–300 Hard silicate Mechanical (high-pressure water) 150–200 400–500 >300 Severe silicateNot detachable >200 >500 Nenpòt ki pa akseptab pou klas 2yèm ane N/AN/A
Jeni pi lwen pase dite ak kontwòl silica

The grade of titanium does not effect the creation of the scale but influences the corrosion under the scale. Grade 7 (palladium-stabilized) is 2–3 times more resistant to under-scale pitting than Grade 2, meaning cleaning is not critical until a bit later in its service life. Wall thickness gives a corrosion allowance, 2.0 mm wall with mild under-scale pitting at 0.05 mm/year lasts 40 years. The tube surface finish affects scale adhesion, with electropolished surfaces (Ra < 0.3 µm) being easier to clean than as drawn surfaces. Mechanical scouring at flow velocities >1 m/s diminye akimilasyon echèl. Fosfonat oswa polyacrylates se inibitè echèl efikas pou echèl kabonat, men gen ti efè sou balans silikat. En ralantisman (echanj ion oswa ralantisman lacho) pou pi ba dite jeneral a mwens pase 200 ppm se opsyon ki pi serye.

Enfòme spesifikasyon fòmilasyon

Pou egzanp, yon aparèy chofaj djenn Titàn Klas 2 nan sèl jeotèmik nan 120 degre mande pou yon analiz konplè nan sèl la, ki gen ladan dite total kòm CaCO₃ ak konsantrasyon silica. Si dite jeneral se > 400 ppm oswa silica se > 250 ppm, presize ralantisman en pou pi ba dite a <200 ppm. Pou dite 200-400 ppm ak silica<200 ppm, indicate annual mechanical cleaning with nylon brush, never steel. Do not use HF or HCl to clean existing heaters with silicate scale, use a high pressure water jet at 5,000-10,000 psi to manually remove scale. Monitor heater power usage during operation; a 15% rise at constant flow shows scale accumulation and the need for cleaning. The engineer respects the limit of 500 ppm maximum total hardness for 250 ppm SiO₂ in order to avoid the formation of adherent silicate scale on Grade 2 titanium heaters in geothermal brine service.