Calcium sulfate threshold and adherence studies in heated synthetic gulf brines

Abstract

The potential for calcium sulfate formation currently sets the upper limits of brine concentration and temperature in the multiple stage flash process Significant water cost savings could be realized if the design top brine temperature or concentration factor can be increased Threshold inhibition and adherence tests were used to study the influences of pH temperature salinity and inhibitor type and dosage on calcium sulfate hemi hydrate and anhydrite precipitation in synthetic carbonatefree concentrated seawater brines Hemihydrate always precipitated first in concentrated uninhibited brines supersaturated with espect to both calcium sulfate hemihydrate and anhydrite even though anhydrite had a lower solubility Under similar conditions of salinity pH and temperature in inhibited brines anhydrite precipitation was accelerated as hemihydrate precipitation was inhibited This phenomenon was explained in terms of ion pair concentration per unit time Although every polycarboxylate and phosphonate inhibitor evaluated at pH 7 and pH 9 exhibited decreased hemihydrate inhibition at the higher pH a formulated product containing a polycarboxylate and a phosphonate exhibited the same inhibition at both pH's The product was efficacious as an alkaline scale inhibitor also Scanning electron photomicrograph studies established the influences of inhibitor type and concentration on the structure of untreated and treated calcium sulfate hemihydrate and anhydrite precipitates These studies will lead to a better understanding of calcium sulfate scale formation adherence and inhibition in MSF systems

يتم وضع مكونات كبريتات الكلسيوم في المياه ذات التمركز العلي في درجة الملوحة وذلك في درجة حرارة عالية خلال العملية الومضية المتعددة المراحل وفي الإمكان تحقيق وفورات هامة في تكاليف المياه لو أنه تمت زيادة درجة حرارة المياه المالحة أو عنصر التمركز وقد تم إجراء اختبارات خاصة بالاستخدام والتمسك بهدف دراسة تأثير تمركز أيونات الهيدروجين ودرجة الحرارة وجرعة مانع التفاعل الكيميائي على نصف كبريتات الكلسيوم والترسب الهيدريدي في المياه البحار الخالية من الكربون والمتمركزة الملوحة وقد حدث في أول الأمر تسرب للنصف هيدرات في المياه المتمركزة الملوحة غير المعالجة والمفرطة التشبع بنصف هيدرات وإيدريد كبريتات الكلسيوم بالرغم من أن درجة ذوبان الإيدريد منخفضة وفي ظروف مشابهة للملوحة ودرجة تمركز أيونات الهيدروجين ودرجة الحرارة للمياه المالحة الغير معالجة هناك سرعة ترسب الإيدريد في حين لم تتم معالجة ترسب نصف الهيدرات وقد تم تفسير هذه الظاهرة على أساس تمركز أيوني لكل وحدة زمن وبالرغم من أن كل كربوكسيلة ومانع التفاعل الكيميائي الفسفوريقد تم تقويمها على أساس تمركز أيونات الهيدروجين 97 وتناقص معالجة نصف الهيدرات في درجة تمركز أيوني عالية فقد نتج خليط من الكربوكسيلة والفسفور والذي وجد في كلتا حالتي تمركز أيونات الهيدروجين كان الناتج ذا فاعلية كمانع قلوي للتفاعل الكيميائي وقد أبرزت الدراسات الخاصة بالحركات الدقيقة الضوئية مدى تأثير كل من مانع التفاعل الكيميائي والمتمركز على هيكل نصف هيدرات كبريتات الكلسيوم المعالجة والغير معلاجة وترسيب الإيدرات وستؤدي هذه الدراسات إلى إيجاد مفهوم أفضل لتكوينات كبريتات الكلسيوم والتمسك والمعالجة في أنظمة إم إس إف