Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Распределение флюидов в фазах пар - жидкость

Распределение флюидов в фазах пар - жидкость

12.09.2017

Прежде чем исследовать составы конкретных геотермальных флюидов, рассмотрим относительную растворимость различных химических веществ в воде и насыщенном паре. Растворимость газов заметно изменяется с температурой, а при постоянном парциальном давлении равновесные концентрации большинства газов в жидкой воде уменьшаются по мере того, как возрастает температура относительно окружающих условий. Обычно в температурном интервале от 50 до 150° С эти концентрации проходят через минимум, а при высокой температуре концентрация постоянно увеличивается. Тем не менее, если используется коэффициент распределения, растворимость газа обнаруживает простую зависимость с относительной плотностью р паровой и жидкой фаз. Диаграмма в координатах логарифм коэффициента распределения А — логарифм отношения pb/pv удобна для сравнения растворимости различных газов при низком парциальном давлении в широком температурном интервале:

где n — количество молей газа или воды соответственно в жидкой (L) или паровой (V) фазе. На рис. 13.3 суммированы показатели растворимости многих газов, представляющих интерес в геологии (CO2, H2S, CH4, NH3, H2, N2, O2). Различия в коэффициентах распределения газов уменьшаются при высоких температурах, но относительная растворимость не меняется при температурах выше 100° С. О газах NH3, H2S и CO2, легко вступающих в реакцию, и о равновесии газ — жидкость уместно говорить только в отношении их неионизированных фракций, находящихся в растворе.
Даже при температуре 350° C во всех газах обнаружено сильное предпочтительное распределение (по весу) в паровую фазу (NH3 — в меньшей степени). Например, при отделении 5% пара от воды, содержащей растворенные газы, при 250° С происходит потеря водой в состоянии равновесия более 75% CO2 и H2S, однако в ней сохраняется приблизительно 85% NH3.

Растворенные вещества, которые для разбавленных низкотемпературных водных растворов не рассматриваются обычно как летучие, при высоких температурах приобретают заметную летучесть. Летучесть многих видов веществ может быть выражена с достаточной точностью через коэффициент распределения Kd:

где с — весовые концентрации, n — постоянная для каждого из растворенных веществ. Значения n составляют для H3BO3 — 0,885, SiO2 — 1,9, LiCl — 3,4, NaOH — 4,1, NaCl — 4,4, CaCl2 — 5,5, Na2SO4 — 8,4, CaSO4 — 8,4. Кроме того, Kd для HF составляет 0,28 (неопубликованная работа Химического отдела).
В отличие от «нормальных» газов при температуре ниже 300° С основными летучими составляющими пара становятся SiO2, H3BO3 и HF. При высокой температуре HF становится более слабой кислотой, и значение pH геотермальных вод обнаруживает тенденцию к уменьшению (см. ниже). При очень высокой температуре HF становится более важной составляющей пара и (или) кислых систем. В очень кислых геотермальных системах HCl, отделяясь от горячих растворов, также может стать летучим.