[實用新型]物理除垢器

無效

• 申請號: 200720042066.2
• 申請日: 2007-12-06
• 公開（公告）號: CN201132801Y
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 沈曉翔;吳國安;嚴慶雨
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司試采二廠
• 主分類號: C02F5/00
• 分類號: C02F5/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司
• 代理人: 孫忠浩

技術領域

本實用新型涉及一種利用晶種技術去除過飽和垢或懸浮的垢的物理除垢裝置。

背景技術

從結晶動力學的角度討論，結垢過程實際上是成垢離子從過飽和溶液中結晶析出、聚集并沉淀的過程。長期使用的器皿、管路容易結垢，直接影響器皿、管路的正常使用，如何減少器皿、管路的內壁結垢，延長器皿、管路的使用周期，一直是人們關注和需要解決的技術問題。

人們防止結垢的基本思路通常有兩種：①防止結垢物質的形成；②防止結垢物質之間的粘結及其在傳熱表面上的沉積。基于這兩種思路，目前國內外普遍使用的防垢方法多為化學防垢法，近年來出現了物理和工藝的防垢方法。前者是通過稀釋方法或加入阻垢劑來防止結垢物質的形成，而后者則是通過造成某種條件或改變外界條件來破壞成垢。

化學法防垢主要是通過稀釋和加入化學阻垢劑的方法阻止或減少無機鹽在溶液和流體通道壁上的結晶沉淀。例如：加酸或注入CO2防止堿性垢；或加入阻垢劑防止各種垢，化學法防垢雖然能夠防止或減少器皿、管路的內壁結垢，但是由于化學法防垢不僅需要不斷的投放化學阻垢劑，使用成本較高，而且投放的化學阻垢劑還會影響器皿、管路內的液體或氣體的理化特性，為后期的加工和使用帶來麻煩。

物理法防垢是通過某種作用阻止無機鹽沉積于系統壁上，同時允許無機鹽在溶液中形成晶核甚至結晶，但這種結晶一般懸浮于溶液中而不粘附于系統的器壁上。目前使用的各種物理法的防垢機理可歸納為以下各作用：①振散作用；②震壁作用；③電解作用；④磁場效應；⑤輻射作用；⑥催化作用。具體方法有：

超聲波處理。超聲波防垢一般采用間接處理液流的方法。處理后的液流中結晶顆粒尺寸變小，與地層孔壁和金屬管柱表面的粘附程度明顯減弱。

磁防垢技術。該法使用的是永久磁鐵和電磁鐵設備防垢。然而磁防垢效果也與含鹽量有關，含鹽量越高，防垢效果越差。從國內外有關資料來看，磁防垢技術適宜于含鹽量低于3000mg/l的水溶液。

高頻及射頻防垢技術。高頻防垢技術的原理是在高頻電場作用下，水中離子極化，使成垢晶體發生畸變，同時在高頻振蕩過程中，使水中大顆粒晶體破碎，從而起到防垢作用。

由于上述物理法防垢一般僅僅使結晶懸浮于溶液中，同時附屬設備也比較復雜，在較長輸送管路中使用，其作用距離往往與附屬設備的功率有關，需要沿輸送管路設置多臺附屬設備，確保他們在有效作用距離邊緣發生重疊。

發明內容

本實用新型的目的在于：針對化學法防垢存在的需要不斷的投放化學阻垢劑，使用成本較高，且投放的化學阻垢劑還會影響設備、管路內的液體或氣體的理化特性，為后期的加工和使用帶來麻煩的實際問題，據供一種物理除垢器。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種物理除垢器，包括除垢器的殼體，其特征在于：殼體上、下兩端設有進液口接頭、出液口接頭，殼體內填裝晶種材料。

在本實用新型中：晶種材料的上下兩端分別設有上部鋼網和下部鋼網，上部鋼網和下部鋼網之間的殼體壁上設有人孔和晶種材料添加口。

在本實用新型中：所述的晶種材料為鋼材刨削產生的鐵屑。

由于晶體的形成要經過成核、晶體長大、成熟和老化等步驟。成核指沉淀作用可在細微顆粒上發生，這些細微顆粒便稱為核或晶種。如果不引入晶種，溶液可能需要飽和幾十倍(即成垢離子濃度的乘積為溶度積的幾十倍)才會發生沉淀。如核是沉淀成分的分子或離子對簇，稱為均相成核作用；若核是外來顆粒或固體表面，則稱為異相成核作用。實踐證明：成垢離子接觸的固體表面積越大、成垢離子實際濃度越高時，晶體長大速率越快。晶核形成過程中需要消耗能量，而在表面能較高的固體表面上形成結晶中心所需的能量比在溶液當中形成結晶中心所需的能量低，因此結晶更容易在這樣的固體表面生成，并且與溶液接觸的固體表面面積越大，晶核形成的數目越多。

本實用新型的優點在于：由于物理除垢器的殼體內填裝了晶種材料，可以使氣、液體中過飽和的成垢離子或懸浮的成垢離子在晶種材料表面誘發形成垢，減少它們在管線或設備表面發生沉淀結垢的幾率；由于晶種材料為鋼材刨削產生的鐵屑，它具有比殼體內壁表面積大、表面自由能高等特點，具有非常強的異相成核作用，將氣、液體中過飽和的結垢物質、已結晶但未附著的垢快速的附著在鐵屑上，可以達到保護整個系統的目的。定期對鐵屑進行酸洗從而達到除垢，還能重復使用。

為了便于檢驗某一種特定的水質能否采用本實用新型進行處理，提供了簡單的實驗裝置：所述的殼體為管狀，上下端通過螺紋分別與進液口接頭、出液口接頭對接。

附圖說明

圖1是實用新型的一種實施例的結構示意圖；