[发明专利]地热水动态结垢趋势分析的实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种地热水动态结垢趋势分析的实验系统，通过可视化的实验装置，能够实时观测地热水的结垢过程，属于地热开采技术领域。

背景技术

随着我国地热资源的推广与应用，水质结垢问题成为了制约其有效开发与循环利用的关键因素之一。如何有效分析地热水的动态结垢趋势、规律，以及快速筛选出高效阻垢剂，成为当前实验研究的热点之一。

现有的地热水结垢分析实验系统大多只针对某一问题、因素进行实验研究，不能够直观地分析出不同工况下的结垢趋势，而且整套实验装置成本很高、功能单一，制约了阻垢剂配方的优化和阻垢工艺的优选。本发明的实验系统具有成本低廉、操作方便、实时检测等优点，可实现不同成垢离子的实时测试需求，在不同工况下可以有效地模拟地热水的动态结垢过程，能够直观、便捷的对地热水阻垢剂进行分析研究。

发明内容

为了研究不同工况下的地热水结垢过程，突破以往实验成本高、系统适用性差的问题，本发明提供了一种空间占用小、结构简单、操作方便、成本低廉、实时检测、安全系数高，能有效进行多种地热水动态结垢趋势分析的实验系统。

为了实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种地热水动态结垢趋势分析的实验系统由辅助系统、可视化系统、检测系统、存储系统和加热系统组成。

辅助系统由试验台、支架、铁架台Ⅰ、铁架台Ⅱ、铁架台Ⅲ、烧瓶夹Ⅰ、烧瓶夹Ⅱ、烧瓶夹Ⅲ、烧瓶夹Ⅳ、烧瓶夹Ⅴ和冷凝水管组成，支架用于支撑储水桶，铁架台Ⅲ用于固定三通，铁架台Ⅰ用于固定冷凝管和导管Ⅲ，铁架台Ⅱ用于固定导管Ⅵ，各部分搭建在试验台上，构成整个实验系统。

可视化系统由阀门、导管、四口烧瓶、冷凝管、滴液漏斗和三通组成，阀门用来控制储水桶的出口流速，导管Ⅰ和导管Ⅱ用来连接三通两端，导管Ⅱ、导管Ⅲ和导管Ⅳ用来连接四口烧瓶，通过冷凝管将地热水进行降温处理，滴液漏斗安装在三通上，系统中利用瓶塞与被连接件紧密密封，利用滴液漏斗滴加各种添加剂，可以对水结垢的情况进行直观的观察。

检测系统由温度计、成垢离子检测仪Ⅰ和成垢离子检测仪Ⅱ组成，温度计表示四口烧瓶中的温度，成垢离子检测仪Ⅰ和成垢离子检测仪Ⅱ主要为钙离子、镁离子或三参数检测仪(钙离子、镁离子、水总硬度)检测仪，其中成垢离子检测仪Ⅰ用来检测试验后水中成垢离子的变化，成垢离子检测仪Ⅱ用来检测实验过程中成垢离子的变化，可以根据实际情况来决定是否购买。

存储系统由储水桶、尾水槽、烧杯Ⅰ和烧杯Ⅱ组成，储水桶用来储存地热水或者按照地热水中离子的构成配制而成的水，利用尾水槽来储存用于冷却的冷凝水，烧杯Ⅰ用来储存水蒸汽凝结过后的冷却水，烧杯Ⅱ用来储存从四口烧瓶中引出的地热水。

加热系统由磁力搅拌电加热器组成，在磁力搅拌电加热器里面加入燃点较高的硅油，通过油浴对四口烧瓶里的地热水进行更均匀的加热，可以利用磁力搅拌对水和添加剂进行充分的混合。

上述方案进一步优选为：所述的储水桶通过导管Ⅰ连接到三通上，可以通过选择导管Ⅰ的长度来选择安放的位置，储水桶可以根据实验压力的要求，选择储水桶的类型。三通通过导管Ⅱ连接到四口烧瓶上，三通上的滴液漏斗可以根据需要来决定是否安放。温度计可以根据通过上下调节高度，测量蒸汽和水的温度。冷凝管利用铁架台Ⅰ和烧瓶夹Ⅱ固定，可以调节位置和方向，便于操作。冷凝管后的导管Ⅵ，可以根据实际情况来决定其长度。

本发明的有益效果是，成本低，可视化，结构简单；整个实验系统尽可能多的使用可视化部件，便于实验实施者对实验的了解，能够仔细的观察水垢的形成过程，并且可以通过录像设备对实验过程的记录，使实验者更加方便进行实验研究。

附图说明

图1是本实验系统整体结构图。

图2是本实验系统添加剂滴加装置结构图。

图3是本实验系统加热装置结构图。

图中：1.试验台，2.支架，3.储水桶，4.阀门，5.导管Ⅰ，6.三通，7.滴液漏斗， 8.烧瓶夹Ⅰ，9.导管Ⅱ，10.温度计，11.导管Ⅲ，12.导管Ⅳ，13.导管Ⅴ，14.烧瓶夹Ⅱ，15.铁架台Ⅰ，16.冷凝管，17.导管Ⅵ，18.冷凝水管，19.烧瓶夹Ⅲ，20.铁架台Ⅱ，21.烧瓶夹Ⅳ，22.成垢离子检测仪Ⅰ，23.烧杯Ⅰ，24.尾水槽，25.导管Ⅶ，26. 烧瓶夹Ⅴ，27.烧杯Ⅱ，28.成垢离子检测仪Ⅱ，29.四口烧瓶，30.磁力搅拌电加热器， 31.铁架台Ⅲ

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明具体的实施方法：