Кіріспе

Булау әдісі Буды қысыммен буландыру - буды қысыу үшін үрлеуші, компрессор немесе реактивті экзекторды пайдалану және осылайша, өндірілген будың қысымын арттыру. Будың қысымның артуы сондай-ақ конденсация температурасының артуын тудыратындықтан, сол бу "ана" сұйықтығы немесе ерітіндісі үшін қыздыру ортасы ретінде қызмет ете алады, ол бастапқыда бу пайда болған. Егер қысылу болмаса, бу қайнап жатқан сұйықтық / ерітіндімен бірдей температурада болады және жылу беру мүмкін болмайды. Кейде оны буды қысылған дәнекерлеу (ВКД) деп те атайды. Егер сығылу механикалық түрде іске қосылатын компрессормен немесе үрлеушімен орындалса, бұл буландыру процесі әдетте MVR (механикалық буды қайта қысу) деп аталады. Жоғары қысымды қозғалтқыш бу шығарушы құрылғылармен жасалған қысым кезінде бұл процесс әдетте термокомпрессия, бу қысым немесе экзектокомпрессия деп аталады.

MVR буландырғыштарының жабдықтары

Компрессор - бұл міндетті түрде агрегаттың өзегі. Бұл мақсатта қолданылатын компрессорлар әдетте центробегтік типтегі немесе Roots үрлеуі сияқты оң ығысу бірліктері болып табылады, олар Roots типті (едәуір кіші) суперкомпрессорға ұқсас. Кейде өте үлкен агрегаттарда (булану қуаты сағатына 100 тонна немесе одан да көп) осьтік ағыс компрессорлары қолданылады. Қысым жұмысы теориялық қысым/температура тепе-теңдігімен салыстырғанда буды қыздырып береді. Осы себепті MVR қондырғыларының басым көпшілігі компрессор мен негізгі жылу алмастырғыштың арасында суды ысытқышпен жабдықталған.

Термокомпрессиялық жабдық

Кез келген термокомпрессионды буландырушының жүрегі - бұл буды шығарушы, ол тиісті бетте толық сипатталған. Басқа жабдықтардың өлшемі, мысалы, негізгі жылу алмастырғышы, бу басқышы және т.б. (ерекшеліктер үшін буландырушыны қараңыз) буландыру процесімен реттеледі.

Салыстыру

Бұл екі қысылу типті буландырушы әр түрлі қолдану салаларына ие, бірақ олар кейде бір-бірімен жапсарлас келеді. MVR блогы үлкен блок үшін артық болады, себебі энергияны тұтыну азаяды. Ең үлкен MVR буландырғыш (1968, Whiting Co., кейіннен Swenson Evaporator Co., Harvey, Ill. Cirò Marina, Италия) - бұл тұзды кристалдастырушы, сағатына шамамен 400 тонна суды буландырады, осілік ағыс компрессормен жабдықталған (Brown Boveri, кейіннен ABB). Бұл құрылғы 1990 жылы бірнеше эффектті буландырушының алғашқы эффектісі ретінде өзгертілді. 10 тонна немесе одан да көп буландыру қабілеті бар MVR буландырғыштары кең таралған. MVR блогында қысу коэффициенті әдетте 1,8 -ден аспайды. Егер ыдырау атмосфералық қысымда (0,101 МПа) жүргізілсе, қысылу коэффициенті 1,8 болса, қысылғаннан кейінгі конденсация қысымы 0,101 х 1,8 = 0,1818 [МПа] болады. Осы қысымда жылу алмастырғышта су буының конденсация температурасы 390 К болады. Біз тұзды суды буландыруды қалаған қайнау температурасының (8 К қаныққан тұз ерітіндісі үшін) жоғарылығын ескере отырып, бұл жылу алмастырғышта 8 К-тан аз температура айырмашылығы қалдырады. Кішкентай ∆T жылуды баяу беруді қамтамасыз етеді, яғни қажетті жылуды беру үшін өте үлкен қыздыру беті қажет болады. Аксиалды ағыны мен Roots компрессордың қысу қатынастары сәл жоғары болуы мүмкін. Термокомпрессионды буландырушылар шығынмен жоғары қысылу қатынастарына жетуі мүмкін. 2 компрессиялық қатынас мүмкін (ал кейде одан да көп), бірақ қозғалтқыш будың қысымы жоғары болмаса (мысалы, 16 бар, 250 г немесе одан да көп), қозғалтқыш буды тұтыну 1 кг сорғы буына 2 кг шамасында болады. Жоғары қысу қатынасы кішігірім жылу алмастырғышты және инвестициялық шығындарды азайтады. Сонымен қатар, компрессор қымбат машина, ал экзектор әлдеқайда қарапайым және арзан. Қорытындылай келе, MVR машиналары үлкен, энергия тиімді қондырғыларда қолданылады, ал термокомпрессионды қондырғылар энергия тұтыну үлкен мәселе емес шағын қондырғыларда ғана қолданылады.

Тиімділік

Бұл процестің тиімділігі мен жүзеге асырылуы қысым құрылғысының тиімділігіне (мысалы, үрлеуші, компрессор немесе бу шығарушы) және конденсациялық бу мен қайнаған "аналық" ерітіндіге / сұйықтыққа жанасатын жылу алмастырғыштағы жылу беру коэффициентінің деңгейіне байланысты. Теориялық тұрғыдан алғанда, егер конденсат суб-салқындатылса, бұл процесс буланудың жасырын жылуын толық қалпына келтіруге мүмкіндік береді, егер бу конденсат емес, соңғы өнім болса, жоғалады; сондықтан бұл буландыру әдісі өте энергия тиімді. Булау процесін тек қана компрессорлық құрылғымен қамтамасыз етілген механикалық жұмыс жүргізе алады.

Таза су өндірісі (инъекцияға арналған су)

Бу қысымымен буландырушы, көптеген буландырушылар сияқты, кез-келген су көзінен таза су жасай алады. Мысалы, тұзды кристалдастырушыда, алынған конденсаттың типтік талдауынан қалдық тұздың типтік мөлшері 50 ppm-ден аспайды немесе электр өткізгіштігі жағынан 10 μS/см-ден аспайды. Бұл басқа санитарлық талаптарды орындаған жағдайда ауыз суға айналады. Бұл кері осмоз немесе деминерализациямен нарықта бәсекелесе алмаса да, буды сығылу негізінен қаныққан немесе тіпті кристалданатын тұздықтардан таза суды 650 г / л дейін жалпы еріген қатты денелермен (TDS) жасауға қабілеттілігімен ерекшеленеді. Қалған екі технология су көздерінен таза суды шамамен 35 г/л-ден жоғары емес ТДС құрамында шығарады. Экономикалық себептер бойынша буландырушыларды ТДС төмен су көздерімен пайдалану сирек кездеседі. Бұл өтініштер кері осмоз арқылы толтырылады. Әдеттегі буландырғышқа кіретін тұщы су одан әрі шоғырланады. Қорытылған қатты заттардың көбеюі қайнау температурасын таза судан да жоғарылатады. Теңіз суы шамамен 30 г/л ТДС-мен қайнау температурасының 1 К-ден төмен, ал 360 г/л натрий хлориді ерітіндісінің қаныққан қайнау температурасының шамамен 7 К-ға жоғарылауы бар. Бұл қайнау температурасының жоғарылауы буды сығылу арқылы буландыру үшін қиындық тудырады, өйткені ол бу компрессордың булануға жетуі керек қысым қатынасын арттырады. Қайнау нүктесінің жоғарылауы компрессордағы қысым қатынасын анықтайтын болғандықтан, ол пайдалану шығындарының негізгі жалпы факторы болып табылады.

Бумен қамтамасыз етілген ауырлық дренажы

Қазіргі кезде Аттабаска мұнай құмдарынан битумды алу үшін қолданылатын технология суды көп қажет ететін бумен көмек көрсетілетін ауырлық дренажы (SAGD) әдісі болып табылады. 1990 жылдардың аяғында бұрынғы ядролық инженер Билл Хайнс General Electric Company компаниясының RCC Thermal Products компаниясының бас инженері құлап түсетін пленка немесе механикалық буды сығылу буландыру деп аталатын буландырушы технологияны ойлап тапты. 1999 және 2002 жылдары Petro Canada компаниясының MacKay River зауытында бірінші болып 1999 және 2002 GE SAGD нөлдік сұйық төгілу (ZLD) жүйелері орнатылды, онда жаңа буландыру технологиясы мен кристалдастыру жүйесі біріктірілді, онда барлық су қайта өңделді және тек қатты заттар ғана шығарылды. Бұл жаңа буландыру технологиясы КҚҚҚ қондырғыларында қолданылатын суды тазартудың ескі әдістерін алмастыра бастады, олар кремний мен магнийді және кальцийді жою үшін қолданылатын әлсіз қышқыл катиондық иондарды алмастыру үшін ыстық әкпен жұмсартуды қолданады. Буды сығылу арқылы буландыру процесі буды өндіру үшін дәстүрлі түрде қолданылатын бір рет бу генераторларын (OTSG) алмастырды. OTSG 2008 жылы бағасы артып келе жатқан табиғи газбен жұмыс істеді. Буландырғыштардың су сапасы барабан қазандықтарға қажетті судан төрт есе артық. Буландырғыш құрылғылар, стандартты барабанды қазандықтармен біріктірілгенде, "неғұрлым сенімді, пайдалану құны арзан және суды аз қажет ететін" буды өндіреді. 2008 жылы Альберта мұнай құмдарының SAGD қондырғыларының шамамен 85 пайызы буландыру технологиясын қабылдады. "SAGD, циклдік бу стимуляциясы (CSS) сияқты басқа жылу процестерінен айырмашылығы, 100% сапалы буды қажет етеді".