磁场电化学反应论文

摘要：为解决川渝地区钻井作业过程中废水、废弃固体处理的问题，在寺005-X5井开展了清洁化生产技术试验，结果表明，在钻井期间无废弃固体和液体落地，废弃液体的回收使用，实现了水资源的再生循环利用，实现了钻井过程中废弃物零排放，减少了对环境的伤害。以下是小编精心整理的《磁场电化学反应论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

磁场电化学反应论文 篇1：

基于磁流体推进技术的油污清理船研究

摘要：磁流体推进是利用磁体在通道内建立磁场，通过电极向海水供电，此时载流海水就会在与它相垂直的磁场中受到电磁力（洛伦兹力）的作用，其受力方向按左手定则确定。海水受力时沿电磁力方向运动，其反作用力即推力推进船舶运动。在磁场一定的情况下，电流大，电磁力大，推力也大，船的加速度就大。

关键词：磁流体推进;电气浮法;油污清理

1 背景

当海上泄油事故发生后，依靠世界现有技术可以有序的将大面积厚重的油污进行清理。但残留油污极易形成厚度极小的油膜，甚至有一些油污与海水表层混合在一起，不仅阻碍水气界面交换，长此以往对海洋生态环境也会造成严重的影响。本船的主要功能是清理海洋上表面的少量油污，并采用新型磁流体推进技术，利用磁流体—电气浮法将油和海水分层，并收集到船内。

2 磁流体推进装置

磁流体通道由1对强磁场的永磁体和2片惰性电极组成的长矩形空腔结构.由高强度永磁体组成的均匀磁场垂直向下，在电极1加正电压（高电压），电极2加负电压（低电压），在电极1和电极2之间形成图2所示的电场，由于通道内部充满海水，构成导电回路，电流方向与电场同方向，则海水受到的安培力F=BIL，其反作用力推动装置带动整个船体反方向运动.改变电极1和电极2的电压极性，可改变安培力的方向，从而改变船体的运行方向，如图1所示：

图1：磁流体装置图

而磁流体通道在海水中会发生电解作用，在直流电场作用下，电极上发生了一系列电化学反应，阴极、阳极表面会产生大量的H2等气泡，这些微小气泡在上升过程中可用于浮载水中大量的悬浮物和油类，是优良的浮选剂，同时这些气泡的产生增强了溶液中的传质作用。研究认为电解气浮利用电解作用和初生态的微小气泡的上浮作用，破坏乳化油并使油珠附着在气泡表面，而使其上浮去除。

3 创新点

3.1新型推进技术

相比传统的油污清理船，取消了螺旋桨、轴系的减速齿轮，消除了由这些转动机构引起的振动和噪声，也消除了螺旋桨对油污和海水的混合搅拌，不会形成乳化油，使其更容易将油污收集起来;

3.2布置方便

磁流体推进器装置中各部件，如发电机、推进器、辅助及控制等设备之间没有刚性连接，它可以集中或分散安装在舱室内任何一个位置，能够在相同的有效载荷下，缩小船体的体积，布置方便，且当设备偶尔出故障时，更容易将问题定位;

3.3节能环保

用可充电电源代替汽油，用电为动力来源的船舶成本更低，对环境保护和空气的洁净是十分有益的，几乎是“零污染”。再者，磁流体推进技术与油污分离的“电气浮法”相辅相成。磁流体通道内阳极产生的微量H2不溶于水，从产生到上浮的过程中刚好可以将海水中密度小于水油浮于上层，从而将H2、油污均可收集到船内，进行再利用。

参考文献：

[1]殷佩海.船舶防污染技术[M].大连：大连海事大学出版社，2000.

[2]沙次文，彭燕，凌金福，等.磁流体动力回收海面浮油的方法和装置[P].中国专利：02142835.2，2002-09-18.

[3]谭作武，恽嘉玲.磁流體推进[M].北京：北京工业大学出版社，1998.

[4]彭 燕，赵凌志，沙次文，等.磁流体直线电机式海面浮油回收方法的初步试验研究[A].中国电工技术学会直线电机专委会.2004年全国直线电机学术年会[C].太仓：中国电工技术学会直线电机专业委员会，2004.

作者：王迪 陈小强 王自浮

磁场电化学反应论文 篇2：

清洁化生产技术在寺005—X5井应用

摘 要：为解决川渝地区钻井作业过程中废水、废弃固体处理的问题，在寺005-X5井开展了清洁化生产技术试验，结果表明，在钻井期间无废弃固体和液体落地，废弃液体的回收使用，实现了水资源的再生循环利用，实现了钻井过程中废弃物零排放，减少了对环境的伤害。

关键词：清洁化生产；岩屑不落地；钻井液不落地；环境保护

1 寺005-X5井简介

1.1 地理位置 寺005-X5，位于四川泸州市合江县西南部，地处四川盆地南缘的中低山丘陵区。地势南高北低，起伏较大，区内地形以低山丘陵为主，平坝、河谷兼有，井场附近为山林、梯田、沟谷。

1.2 本井简况 寺005-X5是四川盆地庙高寺构造上一口以茅二段为目的层的开发井，井身结构见图1。该井三开钻进至2223m井下出现垮塌，采用密度2.2g/cm3重浆举砂过程中出现井漏。三开钻进至2990m长兴组发生溢流，关井后井口压力升高将地层憋漏，形成下喷上漏井下复杂，采用复合堵漏措施后，顺利下入177.8mm套管封隔复杂井段。四开钻进至3728m茅二断层发生恶性井漏，采取复合堵漏措施解除。

2 寺005-X5井废弃物基本情况

2.1 固体废弃物 固体废弃物主要来自钻井过程中振动筛携带出的岩屑，除砂器、除泥器分离出的有害固相，处理井漏后筛除的堵漏材料等。本井固体废弃物主要分为三个阶段如图2。

第一阶段：0～1466m井段。该段采用444.5mm钻头钻进至100m，311.2mm钻头钻进至1466m，井眼尺寸大，钻速快，产生岩屑多。第二阶段：1466～3145m段。该段长兴组和茅口组发生恶性井漏，累计漏失聚磺钻井液857m3，消耗堵漏材料SDL×85吨、 QDL-2型×28.5吨、QDL-3型×59吨。该段产生固体废弃物主要为振动筛分离出的堵漏材料。第三阶段：该阶段产生固体废弃物主要是清掏循环罐和储备罐底部沉淀。

2.2 液体废弃物 液体废弃物主要来自钻井设备的跑、冒、滴、漏，清掏泥浆罐作业产生废水，起下钻作业流失泥浆，泥浆替换过程中流失的废弃泥浆，固井施工产生废水等[1]。寺005-X5井所用钻井液主要是以下两种体系：聚合物钻井液体系，配方：井浆+0.15%FA367+0.15%KPAM+1.5%LS-2+4%FRH+0.5%CaO+重晶石。该阶段产生的废弃钻井液所含处理剂较少，处理相对容易，主要处理手段为泥水分离。聚磺钻井液体系，配方：井浆+0.3%NaOH+0.08%KPAM+1%LS-2+4%SMC+4%SMP-1+4%FRH+4%FK-10+0.5%SP-80+0.5%CaO+重晶石。聚磺钻井液配方灵活，经过高温地产循环后出来的废液成分复杂，胶体具有极强稳定性，磺化材料在水中溶解性好，处理难度大。

3 清洁化生产现场应用

3.1 清洁化生产原理 首先将收集的废液进行超声波破乳。其破乳脱机理是超声波作用于乳状液后，由于油、水等粒子的物性不同，对超声波的响应不同，出现油、水等粒子各自集聚的现象，称之为位移效应，此效应能促使乳状结构破坏，从而促进同种物质微粒凝聚，使得油、水分离加快。将上述破乳后的废液进一步磁分离，磁分离技术能实现多种污染的一种净化，具有多功能性和通用性。在废水中投加磁种和混凝剂，使得各种性质的弱磁性微细颗粒甚至半胶体颗粒在高梯度磁场中能得到高效去除。最后利用电化学作用原理，借助外加高电压作用产生电化学反应，把电能转化为化学能，对废水中的有机物或无机物进行氧化还原反应，进而凝聚、浮除，可有效去除废水中的重金属、油、磷酸盐以及COD、SS与色度等[2]。

3.2 生产流程 生产流程如图3所示。现场采用可移动式收集槽放在振动筛、除砂器、除泥器出口，做到废弃物点对点收集。收集槽装满时用叉车将其移动到清洁生产设备处进行处理，实现液相和固相的不落地转移。对脱水的固相废弃物部分采取固化填埋方式处理；液相废弃物经过高浓度处理系统、反渗透系统后回收利用。

3.3 总结

①该技术能够实现对废泥浆进行随钻、及时、连续、稳定的现场处理，试验表明了该技术的可行性。②对于表层钻进采用聚合物体系的井，在未产生污染环境的有害物质时，对廢弃固相（如泥岩、砂岩等） 可不做全部处理，以提高设备利用率，降低因连续使用处理装置带来的消耗。③岩屑的输送可以改为目前已经在长宁页岩气片区使用的螺旋传送装置，提高传送效率。

参考文献：

[1]乐宏，陈华勇，许期聪，孙鹭.国外新型钻井完井废弃物处理技术[A].环保钻井液技术及废弃钻井液处理技术研讨会论文集[C].2014.

[2]邓红琳，赵文彬，袁立鹤.钻井液不落地技术在大牛地气田的应用[J].断块油气田，2014，21（1）：97-99.

作者：谭宇龙 杨哲 王孟玉 杨楠

磁场电化学反应论文 篇3：

分析仪表在制氢站的应用

摘 要:介绍氧含量分析仪、氢气含量分析仪、微量氧分析仪、露点分析仪和硫化氢分析仪的工作原理及在制氢站的应用。

关键词:分析仪表 制氢站

1 引言

制氢站是冷轧厂生产线上重要环节之一,它为全氢罩式退火炉提供氢气。制氢站配套的分析仪表在生产中起检测、检验作用,能够指导生产,使制氢站安全有效地生产出合格的氢气。根据制氢工艺要求和设备生产水平,我厂为制氢站配备了ABB公司氧含量分析仪、ABB公司氢气含量分析仪、米歇尔公司露点分析仪、Teledyne公司微量氧分析仪和Galvanic公司硫化氢分析仪。下面就介绍一下这些特殊分析仪表的工作原理及在制氢站生产中的应用。

2 工作原理

2.1 氧含量分析仪

ABB氧含量分析仪是磁力式气体分析仪。任何物质,在外界磁场的作用下,都会被磁化,呈现出一定的磁特性。研究表明,物质在外磁场中被磁化,其本身会产生一个附加磁场,附加磁场与外磁场方向相同时,该物质被外磁场吸引；方向相反时,则被外磁场排斥。但不同物质受磁化的程度不同。氧气处于磁场中也会被磁化,是顺磁性。虽然氧气在常见气体中的体积磁化率是最高的,但其值却很微小,所以采用间接测量,在不均匀磁场中,被顺磁性气体包围的物体所受的吸引力,随该气体磁化率的变化而变化。分析仪利用这基本测量原理,从而得到分析气体中氧含量的多少。

2.2 氢气含量分析仪

ABB氢气含量分析仪是热导式气体分析仪。它是利用各种气体导热率的差异和导热率与含量的关系来进行测量分析。在实际测量中,是利用热敏元件的电阻值随温度变化而变化的物理特性,将混合气体中待测氢气含量的变化所引起的导热率的变化转变成热敏元件的电阻值的变化,即将导热率的测量,转变为热敏元件的电阻的测量。

2.3 露点分析仪

露点分析仪即是微量水分析仪。对于一定几何结构的电容器来说,其电容量与两极间介质介质的介电常数E成正比。不同的物质,E值都不相等,一般介质的E值较小,例如一般干燥物質的E在2.0～5.0之间。但介质中含有水分时,就会使介质的E值改变,从而引起电容器电容量的变化,这个变化与介质的含水量有线性关系,米歇尔公司电容式微量水分析仪的基本测量原理。

2.4 微量氧分析仪

Teledyne公司微量氧分析仪是燃料电池式氧分析仪。燃料电池的工作原理和化学电池完全相同,其显著特征是氧在燃料电池中的反应类似于氧的燃烧,产物是二氧化碳和水。

样气中的氧分子通过氧扩散膜进入燃料电池,在两电极上发生如下电化学反应。

金电极

石墨电极

总反应

反应产生的电流与氧含量成正比。

2.5 硫化氢分析仪

Galvanic公司硫化氢分析仪为实现测量而采用如下原理:硫化氢与纸带介质上的低浓度醋酸铅发生化学反应产生褐色斑点。褐色斑点的密度与样气中的硫化氢含量有直接关系。分析仪采用纸带变暗的平均速率来计算硫化氢含量。硫化氢与纸带介质上醋酸铅的化学反应如下:

3 分析仪表在生产中的应用

3.1 各种分析仪表在制氢系统的分布结构

分析仪表在制氢站的分布结构如如图1所示。1套在线氧含量分析仪测定焦炉煤气进入电捕焦器前常氧含量,利用1套在线硫化氢含量分析仪监测煤气净化后硫化氢含量,利用1套在线微氧含量分析仪监控变压吸附制氢的产品氢气中的微量氧含量,另还配置有一台在线氢气分析仪用于监测变压吸附出口氢气纯度和一台监控产品氢气的在线露点仪。

3.2 分析仪表的作用

氧含量分析仪是分析原料焦炉煤气进入电捕焦器入口的氧含量,当氧含量超过0.8%时,电捕焦器就有爆炸的危险,要马上停机。硫化氢分析仪是分析净化煤气出口中硫化氢含量,监控煤气的净化程度。氢气含量分析仪是分析变压吸附出口氢气含量,当氢气含量低于99.9%时,就返回上一工序再处理。微量水分析仪是分析产品氢气出口中微量水含量,当低于-65℃,氢气产品合格。微量氧分析仪是分析产品氢气出口中微量氧含量,全氢罩式退火炉要求微量氧含量要低于5PPM。

3.3 氢气质量保证

全氢罩式退火炉对氢气的质量要求高,只有保证氢气质量,才能退火出好的钢卷。定期用标准气体来标定分析仪表,才能保证分析仪表的性能,进而才能保证生产出优质的氢气。

4 结语

冷轧厂制氢站于2008年投产,目前运行正常,而各种分析仪表是制氢生产中的“眼睛”,在生产中发挥重要作用,而分析仪表的准确性是氢产品质量的可靠保证。

作者：周鹏 刘丹