Використання кавітаційних технологій для нейтралізації кислих середовищ. Ефективність процесу

Abstract

В даній роботі надане порівняння різних методів нейтралізації кислих середовищ, визначені їхні переваги та недоліки. Метою даної роботи є визначення ефективності нейтралізації кислого конденсату методом гідродинамічної кавітації, для чого було проведено теоретичні та експериментальні дослідження. Нейтралізація кислих рідких середовищ запропонованим методом дозволяє суттєво зменшити вміст розчинених газів в рідині без додавання хімічних реагентів при помірній витраті енергії і призводить до зміни рН середовища в бік лужної межі. Зміна рН, що підтверджена експериментальними дослідженнями в першу чергу пов’язана з видаленням розчинного газу, який міститься у вигляді бульбашок розмірами до 5 мкм. Надано результати теоретичних досліджень обробки в роторно-пульсаційному апараті, визначено ряд технологічних параметрів, в тому числі тиски в каналі роторного апарату, встановлено потенційну можливість зростання мікробульбашок при заданому режимі обробки. Згідно отриманих теоретичних даних стосовно ведення процесу в запропонованих режимах оброблення встановлено можливість видалення бульбашок зграничним розміром розміром від 0,6 мкм та більше. Аналіз експериментальних даних показав, що основна частина розчинених газів може бути видаленою в перші хвилини обробки, що пов’язано з першочерговим видаленням бульбашок найбільших розмірів, які містять найбільшу питому кількість вуглекислого газу. Встановлено граничні розміри бульбашки СО2, що дозволяє видалити використання даної технології відповідно даних експерименту і загальний об'єм вуглекислого газу, що видаляється під час обробки.In this work, a comparison of various methods of neutralization of acidic environments is provided, their advantages and disadvantages are determined. The purpose of this work is to determine the efficiency of acid condensate neutralization by the method of hydrodynamic cavitation, for which theoretical and experimental studies were conducted. Neutralization of acidic liquid environments by the proposed method allows to significantly reduce the content of dissolved gases in the liquid without adding chemical reagents with moderate energy consumption and leads to a change in the pH of the medium towards the alkaline limit. The change in pH, confirmed by experimental studies, is primarily associated with the removal of soluble gas, which is contained in the form of bubbles up to 5 μm in size. The results of theoretical studies of processing in a rotary-pulsation apparatus are given, a number of technological parameters are determined, including pressures in the channel of the rotary apparatus, the potential for the growth of microbubbles at a given processing mode is established. According to the obtained theoretical data regarding the conduct of the process in the proposed processing modes, the possibility of removing bubbles with a limiting size of 0.6 μm and more has been established. The analysis of experimental data showed that the main part of dissolved gases can be removed in the first minutes of treatment, which is connected with the priority removal of bubbles of the largest sizes, which contain the largest specific amount of carbon dioxide. The limit sizes of the CO2 bubble have been established, which allows to remove the use of this technology according to the experimental data and the total volume of carbon dioxide removed during processing.