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反渗透膜国内外现状

发布时间: 2021-02-01 12:33:01

反渗透的应用现状

在各种膜分离技术中,反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最快、普及最广的一种。估计自1995年以来,反渗透膜的使用量每年平均递增20%;据保守的统计,1999年工业反渗透膜元件的市场供应量为8英寸膜6000支,4英寸膜26000支。2000年和2001年的市场更为强劲,膜用量一年比一年有较大幅度的提高。据估算,反渗透技术的应用已创造水处理行业全年10亿人民币以上的产值。
国内反渗透膜工业应用的最大领域仍为大型锅炉补给水、各种工业纯水,饮用水的市场规模次之,电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模。
反渗透膜最新进展
超低压膜 由于节省电耗和降低相关机械部件的压力等级引起材料费下降等优点,自1999年以来超低压膜的应用比重日益增大,这在以使用4英寸膜为主的小型装置中应用最为突出,大型装置中应用超低压膜也呈上升趋势,目前使用超低压膜的最大装置的产水量为650吨/小时。
低污染膜 膜污染是反渗透应用中的最大危害。现在已有几种抗污染性能强、使用寿命长、清洗频度低且易清洗的低污染膜问世。
负电荷,现已有膜厂家开发出表面带正电荷的低压复合膜,这种膜主要应用于制备高电阻率的高纯水系统中。日本日东电工公司生产的正电荷膜ES10C已在半导体行业的三级反渗透系统中实现10-15兆欧电阻率的高纯水;韩国现代电子公司的3个生产厂的合计最终产水800吨/小时的三级反渗透系统的产水电阻率为8-9兆欧;上海某半导体厂的170吨/小时的三级反渗透系统也达到上述指标。另外,在国内几个制药厂的5-20吨/小时规模的两级反渗透系统中也实现了反渗透产水电阻率为1.7-3兆欧。
耐高温、食品级、卫生级反渗透膜 普通水处理用反渗透膜的使用温度均为0-45摄氏度,但在需要耐90摄氏度高温杀菌的特殊场合,可使用耐高温、耐化学药品的反渗透膜。此外,各种有特殊膜元件结构的食品级或卫生级的反渗透膜也开始在国内应用。

② 反渗透膜在国外如何

最近用了深圳洰瀓膜科技生产的反渗透膜质量非常好,和美国陶氏的质量不相上下,且价格超低

③ 国内外研究现状及动态

从全球来看,在中低纬度的岩溶区,如:东亚和地中海地区,尤其是我国的西南岩溶石山地区,坚硬致密的碳酸盐岩层极少或无冰川沉积覆盖,成土缓慢,土壤缺乏,而岩溶双层结构空间发育,新生代地壳上升强烈,水源漏失严重,加上干湿分明的季风气候,导致生态环境脆弱,普遍干旱缺水,石漠化严重[18]。在俄罗斯西伯利亚平原的岩溶区,广泛覆盖于碳酸盐岩层之上的冰川及河流冲积层,有利于土壤的形成,而下伏碳酸盐岩中的岩溶空隙有利于排除沼泽地区过多的积水,偏碱性的碳酸盐岩也有利于中和酸性环境。因此,高纬度的岩溶区都成了主要的农业基地。而在东南亚、美国东南部和中美洲广泛分布的第三系碳酸盐岩层,具有高达16%~44%的孔隙度,含水量很高,干旱缺水和石漠化较弱[19]。所以,受生态地质环境条件影响和供水需求的带动,欧洲国家和我国都比较重视对岩溶及岩溶水勘查开发技术的研究。而且,我国岩溶不但分布面积广,并且由于一系列地域优势条件所决定,许多岩溶类型在全球有范例性,客观上使得我国的岩溶研究能够依托地域优势,为全球岩溶学科发展作出更大的贡献[20]。联合国教科文组织国际地质对比计划(IGCP)中有关岩溶的3个项目:IGCP299-地质、气候、水文与岩溶形成(1990~1994);IGCP379-岩溶作用与碳循环(1995~1999);IGCP448-全球岩溶生态系统对比(2000~2004),均由我国提出并组织领导,一直由我国科学家袁道先院士担任项目工作组主席。2004年2月,联合国教科文组织IGCP执行局第32届理事会还通过了世界岩溶研究中心(IRCK)设在中国的提案,充分体现了我国岩溶研究水平在国际学术界的权威地位。

在岩溶水的勘查研究程度方面,目前发达国家对岩溶区都作了系统的水文地质调查,工作的内容和程序与国内基本相似。但对每个岩溶泉或暗河流域投入的勘探、试验工作和所达到的控制程度普遍高于国内。他们对于每一个可能的落水洞与泉、暗河出口或钻孔之间都作了示踪试验,对各个岩溶水径流通道间的联系和展布方向、流速、流域边界掌握很确切。对主要的岩溶暗河、大泉、供水水源地都建立了长期自动监测系统和预报及管理模型,实现了定量化的预测预报。而且近些年来,国外地下水模拟软件不论是在数量还是质量上都有了巨大的发展和提高,前后处理的可视化功能日益强大[21],公益性、基础性的地下水数据库建设也很完善和普及[22]

在地下水勘查技术研究与应用方面,地球物理探测技术是主要的技术手段,在半个多世纪的发展历程中,大致经历了三个主要阶段。20世纪50~60年代地球物理方法就已被应用于地下水勘查领域,方法以直流电测深、激发极化法、电测井为主,勘探的目标主要为第四系松散岩类孔隙水,方法成熟简单,目前许多地质勘查单位仍以其为主要勘探手段。70~80年代期间,找水工作开始面向勘查难度较大的基岩裂隙水、岩溶水,相应的物探技术方法也有了新的发展,如音频大地电场法、甚低频法、放射性法、综合测井等方法的应用,取得了明显的效果,并形成有特色的系列找水技术。从90年代至今,由于地下水勘查的内容和范围不断扩大,研究的问题更加深入,更具有针对性,所采用的技术方法通常都以综合物探手段为主,包括常规手段以及先进的电磁法、高分辨率地震技术等。

目前,国外地下水地球物理探测技术发展迅速,电法已经从直流电阻率法发展到仪器轻便、分辨率高的电磁法,包括频率测深、音频大地电磁测深、瞬变电磁测深、可控源大地电磁测深等高灵敏度方法。美国、俄罗斯、澳大利亚、加拿大等国地球物理技术研究实力和仪器开发能力基础雄厚,工艺先进,先后研制了多系列的电磁法仪器,如美国Zong公司研制开发的GDP电磁法勘查系列,加拿大Geonics公司研制开发的EM瞬变电磁系列,加拿大Phoenix公司研制开发的V5、V6电磁法勘查系列,澳大利亚Geoinstru Ments公司研制开发的Sirotem电磁勘查系列以及俄罗斯研制的建场测深法系列等。德国、法国、日本等国在非洲、南亚地区有专门从事地下水勘探的地球物理公司,应用的方法主要为电磁剖面法、甚低频法、频率域电磁测深法,瞬变电磁法等[23]。另外,白俄罗斯和法国生产的核磁共振直接找水技术更是地下水地球物理探测技术的一大进步,其实质也属电磁法勘探范畴。它不仅能直接反映地下含水层的特征,而且还能提供如孔隙度、渗透率、导水性等水文地质参数,是最具发展潜力的一种地下水探测新技术。

我国在地下水地球物理探测方面,也经历了从直流电法到电磁法的发展过程,目前拥有相当数量的上述大型电磁法勘查设备,但均为引进设备,自行研制能力较差,但在应用研究方面成果突出。先后开展了多项专项技术研究,如中国地质调查局组织实施的音频大地电场仪及找水研究、综合物探技术寻找基岩裂隙水应用研究、西北沙漠和黄土地区EH-4电导率成像系统勘查地下水技术研究、西北严重缺水地区地下水勘查战略研究等都是以电磁法为主流的应用研究。另外,在应用方面以电磁法为主开展了地质条件复杂、找水难度大、环境恶劣的一些生态地质环境条件下的地下水勘查工作,例如:罗布泊及塔里木盆地的松散岩类孔隙水、西部山地基岩裂隙水、西南岩溶石山地区岩溶水的勘查等,积累了较丰富的实践经验。不难看出,上述国内外地球物理探测技术的发展现状表明:信息量大、分辨率高、勘探深度大的电磁法探测技术已成为地下水地球物理探测技术的主要手段,在地下水资源勘查中发挥着重要的作用[24]。众所周知,物探结果仅是地层物性层空间分布特性的反映,解释结果是多解性的。如何将具有多解性的物探结果进行合理的地质解译,提高解释精度,这是水文地质和物探工作者必须深入研究的课题之一。实践证明,研究水文地质条件、掌握岩溶发育规律及地层岩性与物性之间的关系,从而建立合理的地质—地球物理模型与解释标准,是解决地质问题的核心。另外,任何一种物探方法都有其独特的优点,但也存在一定的缺陷,国内外的地球物理学家都共同认识到,在岩溶水勘查工作中,不能仅仅依靠某一种物探方法来解决问题,应该充分考虑实际水文地质条件,研究选择适宜不同地质环境条件和探测对象的方法组合和实施方案,多方法探测和综合解释,才能提高解释精度,取得更为理想的效果。由于我国岩溶面积广阔,岩溶类型多样,条件复杂。所以国内的水文地质和物探工作者,利用传统技术方法与引进的部分新技术设备结合,加强水文地质条件和岩溶发育规律研究,结合自身的经验,在找水的准确性上,也有很大的进步,积累了许多成功的经验,在应用研究的深度和广度方面居于世界前列。

在岩溶水的开发技术方面,国内外引、提、堵、蓄的技术原理都基本上相同。欧洲岩溶水的开发方式,过去曾经以钻井取水为主,实行就地分散供水。20世纪后期,随着调查研究的深入,水文地质学家认为,一个岩溶泉流系统的各部分存在着密切的水力联系,水流的大部分最终都将汇集到泉口集中排泄,加之泉域面积较小,地形高差不大,在经济允许的情况下,按泉域统一规划和集中开发与调配更有利于岩溶水资源的管理和保护。因此,随着经济的发展,目前开发方式已经逐渐演变为以泉为水源,建设水厂,集中布设管网供水为主,仅在部分边远的地区还保留着一些分散供水井。在岩溶防渗成库技术上,在欧洲的法国和前南斯拉夫等国的岩溶分布区,自20世纪70年代或更早的时期,就建设了多个岩溶暗河开发工程和利用岩溶谷地建库建设水电站,解决岩溶区缺水困难和能源短缺问题,取得了岩溶水资源开发和水能开发带动农业、工业和城市发展的成功经验,如法国的拉苏斯城市供水水源地、特里波罗农业区的夏特里赫暗河开发工程、前南斯拉夫的特例比西尼察、涅列特瓦岩溶流域的水能开发等[25][26]。在钻井技术上,国外的技术设备远比国内的先进,能够满足干旱岩溶石山地区无冲洗液钻进的要求,钻进速度和自动化程度都高得多。

我国政府十分重视西部地区地下找水工作,20世纪70~80年代,组织完成了大部分地区1:20万的水文地质普查,80~90年代,又组织开展了部分城市和重要经济区1:10万至1:2.5万的水文地质普查。之后,在20世纪末开展的“西北地区地下水资源特别计划”、“西北地区地下水勘查战略研究”、“西南贫困岩溶石山地区扶贫找水计划”等一系列工作的基础上,中国地质调查局2001年组织实施了“西部严重缺水地区人畜饮用水地下水紧急勘查工程”,2002年实施了“西部严重缺水地区地下水勘查示范工程”。其目的是通过对不同缺水类型地区水文地质条件的野外调查及分析,找出解决农村生活和生产用水困难的找水方向与途径,并通过适量的勘探工作加以验证,取得不同缺水类型区的找水经验,指导当地解决干旱缺水问题。探采结合示范井的实施,不仅获得了找水与取水的先进技术方法及经验,还直接解决部分严重缺水地区的人畜饮用水困难。“九五”期间直到2002年西部找水工作施工探采结合井约400眼,施工小口径浅井约3000眼,直接解决约120×104人饮用水困难。在岩溶水开发工程技术上,国内如蒙自五里冲这样的工程,也创造了超高防渗帷幕、超高超薄防渗墙、加密高压灌浆技术处理特殊复杂的溶塌堆积体等国际领先技术。还有许多颇具特色的岩溶石山区分散中小型岩溶泉和暗河引、提、堵、蓄工程技术。

现代地下水勘查已成为一项巨大而复杂的工作,其涉及的内容广泛,包括地质学、水文地质学、工程地质、环境地质、地球物理学、数学、计算机等。从单一方法向地质测绘、地面物探和综合测井、“3S”技术等综合方法密切配合方向发展。在不同岩溶水源地类型的勘查中,不断提高岩溶水文地质调查研究程度,加深岩溶水赋存规律的研究,开展地球物理探测技术的优化组合示范研究及应用,使地下水勘查工作达到快速高效之目的,已成为国内主要的研究方向之一。在开发技术上,根据岩溶石山地区的需水特点,大型与中小型工程技术的研究与实践并举,特别是西部大开发及扶贫找水的推动,促使中小型工程的技术研究与应用得到了空前广泛地开展,取得了巨大的进步。目前,急需系统地研究总结和推广。国外的岩溶水探测技术主要朝着进一步提高精度、简便易行的方向发展,开发新的方法和设备,改进已有的设备,开发功能更全面和强大的解译软件。同时不断研究与改进岩溶水开发、水处理的工程技术设备,提高对复杂的岩溶地质环境的实用性和效率。另外,随着岩溶水开发程度的提高,一些地区由于不合理的开发导致发生了岩溶塌陷、泉水疏干、地下水污染等不良环境地质问题,引起了社会对岩溶水资源的合理利用和保护上的关注。因此,对岩溶水的脆弱性、环境监测预报与保护技术的研究,也已成为水文地质及环境地质研究工作的一个主要方向。

④ 国内外研究现状

1.2.1 元素硫溶解度及沉积运移实验研究现状

(1)元素硫溶解度研究现状

对高含硫天然气中元素硫溶解度的认识是该类气藏开发过程中重要的环节之一。国内外对该问题进行了深入的研究。硫溶解度的研究主要包括实验和理论两个部分,以下为实验部分。

1960年,Kennedy[7]等人研究了硫在不同含量的CH4、CO2和H2S三种气体中的平衡溶解问题。并且首次说明了硫的溶解性能与气体压力、温度和组分有关。在一定温度压力的条件下,其溶解能力大小依次为H2S、CO2、CH4

1971年,Roof[8]通过实验研究了低温低压条件下硫在硫化氢气体中的溶解度(压力6.8~30.6MPa,温度43.3℃~114℃)。

1976年,为了更好地研究深层气藏的高温高压条件下硫在酸性气体中的溶解度,Swift[9]进行了溶解度实验研究(压力34.5 MPa~138 MPa,温度121℃~204℃)。

1980年和1988年,E.Brunner[10~11]等人将Kennedy等人研究进行推广(压力6.6MPa ~155MPa,温度116℃~213℃),研究了硫在不同比例的CO2、H2S、C1~C4的14个合成酸性气体混合物中的溶解度。

1992年和1993年,P.M.Davis[12]等人将E.Brunner等人的研究成果进行了深入研究(压力7 MPa~55MPa,温度60℃~150℃),将硫在简单多组分中的溶解扩展到实际的酸气组分中。

1993年,谷明星[13~14]等人建立了静态法测定难挥发溶质(固体或液体)在超临界、近临界流体中溶解度的实验装置,针对硫化氢大于50%的富含H2S酸性流体溶解度进行了测试。

2003年,C.Y.Sun[15]在谷明星实验研究的基础上,在室内利用静态实验测试装置完成了元素硫在7个高含硫混合气体(H2S CO2、CH4)中溶解度测定,并建立了能预测和关联硫在高含硫天然气中溶解度的气固热力学模型。

2005年,曾平[16~17]对元素硫在天然气中的溶解度进行了实验研究,并对其机理进行了说明,分析了不同组分对元素硫溶解度的影响,提出混合物中含碳原子数目较多的烃类组分对硫溶解度有着重要的影响。

2009年,杨学锋[18]通过自主设计的元素硫溶解度实验设备,针对Chrasnti[19]和Roberts[20]常系数模型进行了关联性研究,发现Chrasnti l溶解度计算模型更加科学可靠; 而Roberts溶解度模型,由于是根据有限特定的几组数据拟合得到,具有一定的局限性。

由于硫在含硫混合气中溶解度测试具有一定的危险性,故为了更好的得到硫在含硫混合气中的溶解度,国内外学者在理论模型方面也做了很多深入的研究。

1980年和1983年,J.B.Hyne[21~22]等人研究发现随着温度压力的升高,元素硫和硫化氢会生成多硫化氢。反之,随着温度压力的降低,多硫化氢又会分解成为元素硫和硫化氢,从而导致硫沉积。

1982年,Chrastil[19]基于理想溶液理论,提出了一个简化的热力学方程来计算硫的溶解度。该经验公式已经广泛用于超临界流体溶质溶解度的计算。

1989年,R.A.Tamxej[23]等人在对大量实验数据进行拟合的基础上,得到了元素硫在含硫气体中溶解度的预测模型。

1997年,E.Bruce[20]等人利用Brunner[10]和Woll的实验数据,对Chrastil经验公式进行了回归拟合,建立了元素硫在酸性气体中的溶解度经验公式,该公式考虑了温度、压力和气体组分对元素硫溶解度的影响,因为方便应用,故一直被用于预测元素硫在含硫天然气中的溶解度。

1998年,Kunal Karan[24]等人建立一个热动态模型,可用于预测酸气混合气体中硫溶解度,并利用该模型计算了元素硫在硫化氢和高含硫气体混合物中的溶解度。

2003年,C.Y.Sun[15]等人采用与谷明星类似的方法,建立了能够预测和关联元素硫在高含硫天然混合气中溶解度的气固热力学模型。

2006年,杨学锋[25]引入了超临界流体的压缩气体模型,建立了元素硫和高含硫天然气达到气固相平衡时定量计算元素硫溶解度的关联和预测模型。

(2)元素硫沉积运移实验研究现状

随着温度压力的降低,元素硫会从含硫天然气中析出,部分硫颗粒将会沉降,部分硫颗粒则会随储层流体运移。

目前,元素硫沉积实验主要集中在油藏方面[27~29],由于硫化氢的剧毒性,开展高含硫元素硫沉积储层伤害的实验极少。

2000年,Jamal H.Abou-Kassem[30]利用氮气携带升华的元素硫进入碳酸岩岩心,观察和测定了元素硫对岩心的伤害。提出了一种简易的方法来模拟实际高含硫气藏元素硫对储层的伤害,但由于元素硫升华的温度极高,对其实验及数据的可行性值得深入探讨。

2008年,西南油气田分公司勘探开发研究院[31 ]自主研制了模拟实际储层高温高压的条件下,元素硫沉积对储层伤害驱替实验仪器,完成了不同初始压力、温度下元素硫对天然碳酸盐岩岩心渗透率和孔隙度的伤害。

1.2.2 含硫气藏储层改造铁离子伤害研究现状

储层改造作为低渗透油气藏重要的增产措施已经得到了广泛的认可,目前含硫气藏也通常进行酸压改造增产作业。由于含硫气藏涉及元素硫沉积和酸性气体等因素,对其储层改造必要性的探讨还存在空白。

考虑到元素硫沉积和酸性气体的影响,含硫气藏储层改造的核心就是控硫控铁。在处理含硫化氢气井的储层改造问题上,国内外主要集中在控制铁沉积上[32~37]。在酸压作业中,对于控制铁离子沉淀,通常有三种方法:

一是对主体工作液进行研究,采用弱酸体系来控制残酸液的pH值,使得残酸pH值处于一个相对较低的位置,以便于抑制残液中析出含铁的硫化物。

二是采用铁离子络合剂。由于络合剂对高价的金属离子具有较强的亲和力,从而使得溶液中铁离子浓度低于析出沉淀的浓度,从而抑制铁离子沉积的产生。

三是采用还原剂,将溶液中的三价铁离子还原成为二价铁离子,从而达到避免沉淀析出的目的。

2004年,陈红军[38]等人对于含硫化氢气井酸化过程中,硫化铁沉淀预测及抑制剂研究进行了详细的调研和研究,并提出了一套适应含硫气井酸压作业且与之匹配的添加剂,优化了酸液体系的整体性能,其具体表现为铁离子稳定剂、硫化氢吸收剂和控硫剂。

2007年,Jairo Leal[39]等人在分析了在对解除硫化铁沉积过程中可能会出现的问题,提出了一系统有序的方法来对硫化铁沉淀进行移除。

2009年,Tao Chen[40]等人建立了一套新的硫化铁测试方法来评价硫化铁抑制剂的性能。在此基础上,研制了一种新的抑制剂并对硫化铁抑制剂机理进行了说明。

1.2.3 元素硫沉积对储层伤害研究现状

为了研究地层条件下元素硫沉积对储层的伤害,国内外学者分别建立了考虑元素硫伤害的含硫气藏伤害模型,分析元素硫沉积对储层参数及产能的影响。

1966年,C.H.Kuo[41]建立流体流动数学模型,该模型能够描述多孔介质中固相沉积。该模型假设初始状态含硫天然气饱和溶解元素硫。

1972年,C.H.Kuo[42]将硫沉积模型引入,在黑油模型的基础上,建立元素硫沉积的储层伤害数学模型,该模型考虑了硫溶解度的变化和硫沉积对渗透率和孔隙度的影响。该模型能够模拟均质气藏一维径向流动情况下,采气速度、井距和井筒半径对硫沉积的影响。

1980年,J.B.Hyne[21]等人通过统计学原理,分析了100多口含硫气井的元素硫沉积问题,分析了混合物中不同碳原子数、CO2、硫化氢含量对元素硫沉积的影响。

1997年,E.Boberts[20]在等温稳态理想流动的条件下,研究了酸性气井中元素硫沉积对流人动态的影响,建立了考虑元素硫沉积储层伤害模型,分析了不同时间,不同径向距离处元素硫饱和度的分布。发现硫的聚集速度与径向距离平方成反比,径向距离小,元素硫沉降距离的越快。同时还考虑表皮的影响,表皮越小,硫的聚集速度越小,但该模型假设元素硫析出就地沉降,没有考虑元素硫运移。

1997年,王琛[43]在Roberts建立的理论基础上,研究了硫沉积对气井产能的影响及各因素对硫沉积的影响。

2001年,Faruk Civan[44]将延迟效应引入到元素硫沉积里面,考虑元素硫动态沉积,即元素硫析出后不会就地沉降,而是运移一段时间或位移后再沉降。但并没有说明元素硫何时沉降,运移多长时间和位移。

2002年,Nicholas Hands[45]等建立了天然裂缝性含硫气藏硫沉积预测解析模型,该模型考虑了温度和近井地带的气流临界流速的影响,对元素硫在近井地带的分布进行了分区和详细地研究,并给出了相应的井底除硫时间,但对于元素硫颗粒临界流速计算并没有给出具体计算方法。

2004年,杨满平[46]考虑非达西渗流的影响,建立了高含硫气藏元素硫沉积模型。该模型在完善硫沉积伤害模型基础上,对比了考虑非达西和达西流动下,不同径向距离,不同时间元素硫饱和度随时间的变化关系,同时还分析了产能对硫颗粒沉积堵塞的影响。

2005年,曾平[47]就高含硫气藏渗流规律进行了研究,得到孔隙度,渗透率随时间的变化关系,进一步完善了考虑非达西影响的元素硫沉积伤害模型。

2006年,杨学锋[48]在Faruk Civan建立的模型基础上,考虑元素硫沉积的延迟效应,完善了元素硫动态沉积预测模型。

2006年,H.Mei[49]等人在Roberts建立伤害模型基础上,根据实际井参数,建立了无阻流量与渗透率和储层厚度之间的关系。

2006年,Du Zhi-Ming[50]等人建立了裂缝性气藏气液固三相耦合数学模型,并利用Roberts实例井数据进行计算,同时进行了结果对比分析。

2006年,Guo Xiao[51]等人将气液固三相耦合模型与硫沉积实验相对比,分析了流速,初始硫浓度和岩心渗透率对元素硫沉积的影响。

2007年,Guo Xiao[52]等人基于组分模型和相平衡原理建立了气液固三相数学模型,该模型可用于预测元素硫沉积,并提出需要进行储层解堵时间。

1.2.4 考虑元素硫沉积的产能方程及物质平衡方程研究现状

由于压力降最快的地方在近井地带,导致元素硫析出最快的地方聚集在近井地带,从而使得常规的产能方程需要进一步考虑元素硫沉积的影响。含硫气藏开发过程中元素硫沉积而导致试井曲线发生变化,对此学者们也进行了相应的研究。

2005年,李成勇[53]等人进行了高含硫气藏解释方法研究,建立了高含硫气藏两区复合试井模型,并用Stehfest反演算法对井底压力响应典型曲线进行了计算,分析了污染半径和流度比对井底压力动态的影响。

2007年,段永刚[54]等人建立了基于含硫气藏与井筒耦合的非稳态产能预测新方法,该方法为没有试采资料的气井合理配产提供了一种方法。

2008年,张烈辉[55]等人基于渗流力学相关理论,对高含硫气藏的渗流模式进行了分析,建立了考虑附加表皮的复合渗流模型与产能试井解释数学模型。

2009年,晏中平[56]等人在现代试井解释方法和油气渗流理论基础上,建立了考虑含硫气井硫污染区和未污染区两区双孔介质复合试井解释数学模型,并利用Stehfest反演算法对井底压力响应典型曲线进行了计算,同时完成了多参数对井底压力的敏感性分析。

随着高含硫气藏的开发,储层压力会不断降低,析出的元素硫将会占据储层部分孔隙空间,使得在建立含硫气藏物质平衡方程的时候,体积平衡方程发生了变化。

1936年,R.J.Schilthuis[57]根据物质平衡原理首先建立了油藏的物质平衡方程式,因为该方法需要的相关地质及流体生产数据较少,同时计算方法相对简单,故一直在油藏工程中得到广泛使用。

国内的陈元千[58~60]等人在物质平衡原理的基础上建立了气藏的物质平衡方程,并完善了不同类型的气藏物质平衡方程式。

在凝析气藏物质平衡方程式的问题上,国内的马永详[61~62]利用摩尔平衡原理对凝析气藏物质平衡方程进行了研讨。

2006年,张勇[63]等人给出了高含硫气藏物质平衡方程的推导,该模型考虑了元素硫沉积的影响,但仅仅是基于体积平衡原理,没有考虑元素硫的析出会导致混合天然气密度发生变化。

2008年,卞小强[64]考虑了元素硫析出后,会使得天然气密度发生变化,必须使用质量平衡原理来建立含硫气藏物质平衡方程,故其利用摩尔平衡原理建立了气藏物质平衡方程,并进行了实例计算,但在建立物质平衡时,由于对元素硫产生的机理认识不足,使得摩尔平衡原理建立的方程求解具有一定难度。

⑤ 膜过滤技术发展现状及其优缺点,主要用于处理污水

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膜过滤技术在水处理中的应用

1、用反渗透和纳滤处理垃圾填埋场渗沥液
城市垃圾填埋场产生的渗沥液中含有大量有机和无机污染物。由于成分复杂,组分变化大,污染物浓度高,所以很难用传统方法处理。即使用生化法(好氧或厌氧)和活性炭吸附或臭氧氧化联合流程进行处理,效果也不理想。传统处理法的处理效果很大程度上取决于渗沥液成份和填埋场运行年限。反渗透和纳滤被认为是处理渗沥液的有效方法。反渗透膜可同时去除有机和无机成分。滤过液可作为工艺循环水使用或排放。残留液通过蒸发,可以获得固态废物。这些废物可返回填埋场进行填埋。预处理可以采用简单的过滤、生物处理、生物处理与混凝联合以及微滤或超滤的方法。国外已有许
多填埋场都采用膜滤技术处理垃圾渗沥液。国内这方面的研究还处在实验研究阶段。采用氨氮吹脱与厌氧工艺进行预处理后,采用膜生物反应器法处理城市垃圾
填埋场产生的渗沥液,获得了较好的效果。

2、用纳滤处理纺织印染废水
纺织印染业工艺过程中要产生大量高盐度(>5%)、高色度(数万至十几万)、高化学需氧量(CODCr数万至十几万)、可生化性差的废水[8]。在排放或回用之前,在传统处理之后(如活性污泥法—沉降—砂滤)加上膜滤就可以降低水的色度和难生物降解的有机物、重金属、营养物等的含量。超滤只能部分去除色度、不能被去除小分子有机染料。所以超滤处理后还不能循环使用,不过经过超滤后的渗透液可以达标排放。纺织印染废水回用的最重要的指标是硬度、盐度和色度。先生物处理再纳滤就可以使废水达到回用标准。经过纳滤处理后,水在硬度、有机物浓度和色度等可以接近地下水的水平。渗透液的水质在很大程度上取决于膜的类型。小孔径膜(NF70)可以用于脱色,但流量要低一些。通过纳滤处理纺织行业水的循环利用率为80%—90%

3、超滤/微滤用于中水回用

缺点就是会产生膜污染:
膜处理技术在长期的运转过程中,会引起膜的污染,导致过滤通量随运行时间而逐渐下降。膜污染是膜滤应用的主要制约因素,它既能引起过滤通量的下降,又能影响处理效果

⑥ 反渗透膜在中国的应用情况

应用的最广的是工业超纯水的制备,市政自来水的净化,海水淡化,涉及到钢铁、电力、制造、电子、食品饮料、电镀等。

⑦ 反渗透膜的发展趋势怎么样

反渗透膜用处非常广泛,很多行业都离不开它。最开始反渗透膜用处比较单一,但是随着时间的发展,反渗透膜有更广阔的发展空间。
反渗透膜是以脱盐为目的开发的,对膜的要求也只是为分离无机盐和水,随着反渗透膜用途的扩大,目前已达到根据用途对膜的构造进行设计的阶段。目前将传统的中压膜改为低压膜或超低压膜的动向非常活跃,其发展趋势概括如下:
在脱盐领域中,对于海水淡化由高压(5-7 MPa)向超高压(8-8.5 MPa)。对于咸水淡化将向脱盐(地下水、江河水)、废水处理(工业废水、城市污水)和超纯水(电子工业用水、医疗用水)等三方面发展。对处理压强将由中压(3-4 MPa)向低压(1-2 MPa)甚至超低压(1 MPa以下)。同时在有用物质浓缩回收领域会有更大的发展。
目前,在海水淡化方面,利用复合膜成功的达到了高脱盐率。在咸水淡化方面,目前将传统的中压膜改为低压膜或超低压膜,并保持脱盐率不变(或提高),可以说是时代的潮流。
反渗透膜工程应用的另一个发展方向是反渗透膜膜组器与超滤、微滤、纳滤、EDI等组器的有机地组合应用,充分发挥各种膜分离技术的特性,形成一个完整的系统工程,达到浓缩、分离、提纯的目的。
鉴于RO技术的最近进展,在不久的将来,该领域中可望有如下的发展:
一,将开发去除小的氯化物有机分子的聚合物膜。
二, 将开发分离烃混合物的无机RO膜
三,以动力膜为基础,将开发出无机和有机混合材料膜。
四,采用更先进的物理方法获悉膜的结构及膜中的液体的结构。
五,以控制聚合物体球粒的尺寸及球粒中聚合物的密度来控制膜的孔尺寸。
六,聚合物球粒的概念也将被用于复合膜的设计。
七,在膜孔尺寸和聚合物-溶液相互作用基础上,将发展更精确的传递理论。
八,由控制膜孔尺寸和膜溶质相互作用,将开发能将混合溶质分级的膜。
九, 膜污染将被膜的设计及膜组件的设计所控制。
十,RO和其它分离过程的混合分离系统将日益增长的渗入化学工业和有关工业,越来越多的将化学和生物反应与膜分离技术相结合。

⑧ 我国反渗透膜的发展面临哪些挑战

国产膜技术上比陶氏、海德能、东丽、世韩膜还是有一定差距啊,国产膜要在世界独树一帜,技术是独立了,技术的可比性也要提高啊

⑨ 反渗透膜的研究历史

反渗透装置结构紧凑、安装简单、操作简便、能耗低,在常温下操作,易于工业化生产。
80年代发明的复合膜,由超薄反渗透膜、多孔支撑层、织物增强自叠加而成,透水量极大,除盐率高达99%,是理想的反渗透膜。反渗透膜在分离小分子有机化合物时也特别有效,因此对有机化工、酿造工业、三废处理等领域也得到了很好的应用。
在21世纪以前,反渗透膜技术都是被国外所垄断,而中国是直到90年代末期才开始掌握了反渗透膜的生产技术.这个历史要追述到建国初期,当时我们国家的领导人已经意识到海水淡化的前景和将来在社会中的作用。
早在1958年,石松研究员等首先在中国开展离子交换膜电渗析海水淡化研究。而在此前1953年美国C.E.Reid建议美国内务部将反渗透研究列入国家计划。
随后1967年,国家科委组织全国海水淡化会战,组织全国在水处理和分析化学、材料化学、流体力学等各个学科的精英会战海水淡化。
1970年,会战主力汇集中国浙江省的杭州市,组织了全国第一个海水淡化研究室。此期间,他们一直用电渗析技术进行海水淡化,研制成功海洋监测专用微孔滤膜,建成了世界最大的电渗析海水淡化站——西沙永兴岛海水淡化站。一度在海水淡化方面成为世界领军人物。
1982年,中国海水淡化与水再利用学会经中国科协学会部批准在杭州成立。但是,因为经历了十年浩劫,毕竟还是衰弱下去了,此时,远在大洋彼岸的美国的全芳香族聚酰胺复合膜及其卷式元件已经赫然问世。
1984年,国家海洋局以海水淡化研究室为主体,组建国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心,中国开始对膜技术重视了,但是,美国海水淡化用复合膜及其卷式元件已经大面积商业化了,投入到了国家和民用中去了。
1992年,国家为了追赶膜方面技术与世界的差距,,国家科委军顶,以“中心”为依托,组建国家液体分离膜工程技术研究中心,并开始悄悄研制国产反渗透膜。
直到2001年,“中心”实行集团化分体管理,所辖三个控股的中外合资公司,两个中资公司和一个研发中心。
同年,杭州北斗星膜制品有限公司正式公开问世,从此,中国有了自己的反渗透膜产品,享有完全自主知识产权、由中国制造、具有民族品牌的高性能复合膜元件开始投放市场,中国成为世界上第四个掌握自主反渗透膜技术的国家。而杭州水处理下的杭州北斗星膜制品有限公司也成为全球八家自主反渗透膜生产厂家之一..

⑩ 国产超滤膜,反渗透膜哪家比较好,请详细介绍下现状,谢谢

超滤的话有天津膜天膜、山东招金膜天、海南立升。
RO就只能是时代沃顿了(以前是叫汇通源泉的)

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