STVARANJE NASLAGA U INSTALACIJAMA SA GEOTERMALNOM VODOM I METODE ZA NJIHOVO UKLANJANJE

Similar documents
SIMPLE PAST TENSE (prosto prošlo vreme) Građenje prostog prošlog vremena zavisi od toga da li je glagol koji ga gradi pravilan ili nepravilan.

AMRES eduroam update, CAT alat za kreiranje instalera za korisničke uređaje. Marko Eremija Sastanak administratora, Beograd,

UNIVERZITET U BEOGRADU RUDARSKO GEOLOŠKI FAKULTET DEPARTMAN ZA HIDROGEOLOGIJU ZBORNIK RADOVA. ZLATIBOR maj godine

GUI Layout Manager-i. Bojan Tomić Branislav Vidojević

Podešavanje za eduroam ios

Biznis scenario: sekcije pk * id_sekcije * naziv. projekti pk * id_projekta * naziv ꓳ profesor fk * id_sekcije

CJENIK APLIKACIJE CERAMIC PRO PROIZVODA STAKLO PLASTIKA AUTO LAK KOŽA I TEKSTIL ALU FELGE SVJETLA

IZDAVANJE SERTIFIKATA NA WINDOWS 10 PLATFORMI

Eduroam O Eduroam servisu edu roam Uputstvo za podešavanje Eduroam konekcije NAPOMENA: Microsoft Windows XP Change advanced settings

BENCHMARKING HOSTELA

DEFINISANJE TURISTIČKE TRAŽNJE

KAPACITET USB GB. Laserska gravura. po jednoj strani. Digitalna štampa, pun kolor, po jednoj strani USB GB 8 GB 16 GB.

TRAJANJE AKCIJE ILI PRETHODNOG ISTEKA ZALIHA ZELENI ALAT

Uvod u relacione baze podataka

Četrnaesto predavanje. Hemija životne sredine I (T. Anđelković) 1

NAUČ NI Č LANCI POREĐENJE SNAGE ZA JEDNU I DVE KONTRAROTIRAJUĆE HIDRO TURBINE U VENTURIJEVOJ CEVI DRUGI DEO

PROFOMETER 5+ lokator armature

Nejednakosti s faktorijelima

Ljubinka V. Rajaković. Originalni naučni rad / Original scientific paper UDK /UDC: : Rad primljen / Paper received:

PROJEKTNI PRORAČUN 1

STRUČNA PRAKSA B-PRO TEMA 13

Bušilice nove generacije. ImpactDrill

Ulazne promenljive se nazivaju argumenti ili fiktivni parametri. Potprogram se poziva u okviru programa, kada se pri pozivu navode stvarni parametri.

TRENING I RAZVOJ VEŽBE 4 JELENA ANĐELKOVIĆ LABROVIĆ

UTICAJ KVALITETA VODE NA POUZDANOST RADA KOTLOVSKIH POSTROJENJA

UTICAJ KVALITETA VODE NA POUZDANOST RADA KOTLOVSKIH POSTROJENJA

Port Community System

Otpremanje video snimka na YouTube

ECONOMIC EVALUATION OF TOBACCO VARIETIES OF TOBACCO TYPE PRILEP EKONOMSKO OCJENIVANJE SORTE DUHANA TIPA PRILEP

Dr Dejan Bogićević, dipl. inž. saob., VTŠSS Niš Dušan Radosavljević, dipl. inž. saob., VTŠSS Niš; Nebojša Čergić, dipl. inž. saob.

OTAL Pumpa za pretakanje tečnosti

ANALIZA PRIMJENE KOGENERACIJE SA ORGANSKIM RANKINOVIM CIKLUSOM NA BIOMASU U BOLNICAMA

TEHNO SISTEM d.o.o. PRODUCT CATALOGUE KATALOG PROIZVODA TOPLOSKUPLJAJUĆI KABLOVSKI PRIBOR HEAT-SHRINKABLE CABLE ACCESSORIES

Kvalitet vode kao jedan od mogućih uzročnika korozije u termoenergetskim postrojenjima

DC MILIAMPERSKA MERNA KLJESTA,Procesna merna kljesta KEW KYORITSU ELECTRICAL INSTRUMENTS WORKS, LTD. All rights reserved.

RANI BOOKING TURSKA LJETO 2017

ISPITIVANJE UTICAJA PRIMJENJENE METODE NA UČINKOVITOST DEKARBONIZACIJE VODE

47. Međunarodni Kongres KGH

Mogudnosti za prilagođavanje

ENR 1.4 OPIS I KLASIFIKACIJA VAZDUŠNOG PROSTORA U KOME SE PRUŽAJU ATS USLUGE ENR 1.4 ATS AIRSPACE CLASSIFICATION AND DESCRIPTION

OPTIMIZACIJA POSTUPKA SINTEZE KALCIJUM- I NATRIJUM-CITRATA U LABORATORIJSKIM I POLUINDUSTRIJSKIM USLOVIMA

Klasterizacija. NIKOLA MILIKIĆ URL:

WWF. Jahorina

OPTIMIZACIJA POSTUPKA SINTEZE KALCIJUM-LAKTAT PENTAHIDRATA U LABORATORIJSKIM I POLUIN- DUSTRIJSKIM USLOVIMA

KABUPLAST, AGROPLAST, AGROSIL 2500

Praćenje kvaliteta rijeke Vrbanje od godine vrši Institut za vode iz Bijeljine po nalogu Agencije za vode oblasnog riječnog sliva Save.

CJENOVNIK KABLOVSKA TV DIGITALNA TV INTERNET USLUGE

WELLNESS & SPA YOUR SERENITY IS OUR PRIORITY. VAŠ MIR JE NAŠ PRIORITET!

Struktura indeksa: B-stablo. ls/swd/btree/btree.html

DANI BRANIMIRA GUŠICA - novi prilozi poznavanju prirodoslovlja otoka Mljeta. Hotel ODISEJ, POMENA, otok Mljet, listopad 2010.

Stručni rad UDK: : =861 BIBLID: (2003),15.p MERENJE JAČINE MAGNETSKOG POLJA U HE ĐERDAP 1

1. Instalacija programske podrške

ISPITIVANJE KVALITETA VODE

Uklanjanje magnezijuma iz izvorske vode pomoću prirodnog zeolita u protočnom sistemu

INSTALIRANJE SOFTVERSKOG SISTEMA SURVEY

NIS PETROL. Uputstvo za deaktiviranje/aktiviranje stranice Veleprodajnog cenovnika na sajtu NIS Petrol-a

KAKO GA TVORIMO? Tvorimo ga tako, da glagol postavimo v preteklik (past simple): 1. GLAGOL BITI - WAS / WERE TRDILNA OBLIKA:

Automatske Maske za zavarivanje. Stella, black carbon. chain and skull. clown. blue carbon

Elektronski sistem protiv kamenca

SADRŽAJ ANJONA U PODZEMNIM VODAMA NA TERITORIJI SEMBERIJE

Water resource situation of the Republic of Djibouti

Tutorijal za Štefice za upload slika na forum.

IDENTIFYING THE FACTORS OF TOURISM COMPETITIVENESS LEVEL IN THE SOUTHEASTERN EUROPEAN COUNTRIES UDC : (4-12)

MERENJE PROTICAJA VODE VODOMEROM

Upute za korištenje makronaredbi gml2dwg i gml2dgn

Possibility of Increasing Volume, Structure of Production and use of Domestic Wheat Seed in Agriculture of the Republic of Srpska

Korozija visokohromnog belog gvožđa u kiseloj sredini

3D GRAFIKA I ANIMACIJA

PROMENA SNAGE KONVENCIONALNE TERMOELEKTRANE U ZAVISNOSTI OD LOKALNIH KLIMATSKIH FAKTORA

Origin and Extraction of Andean Salars

Idejno rješenje: Dubrovnik Vizualni identitet kandidature Dubrovnika za Europsku prijestolnicu kulture 2020.

Primena elektrohemijskih metoda za prečišćavanje otpadnih voda. Deo I. elektrodepozicija i elektrokoagulacija

Modelling Transport Demands in Maritime Passenger Traffic Modeliranje potražnje prijevoza u putničkom pomorskom prometu

ANALIZA UTICAJA UVOĐENJA STANDARDA ISO NA EMISIJE POLUTANATA U ORGANIZACIJI METALSKOG SEKTORA

POSTUPAK IZRADE DIPLOMSKOG RADA NA OSNOVNIM AKADEMSKIM STUDIJAMA FAKULTETA ZA MENADŽMENT U ZAJEČARU

Halina, Hesus. (Advent) œ N œ œ œ. œ œ œ œ œ. œ. œ œ œ œ. œ œ. C F G7sus4. œ. # œ œ J œ œ œ J. œ œ. J œ. # œ. # œ œ œ

elović Prirodno matematički fakultet, Odsek za hemiju, Laboratorija za industrijsku i primenjenu hemiju, Niš, Srbija

Trening: Obzor financijsko izvještavanje i osnovne ugovorne obveze

UPRAVLJANJE PROCESOM PRANJA POSTROJENJA MLJEKARE POMOĆU PROGRAMIRLJIVOG LOGIČKOG KONTROLERA

Paso Robles Groundwater Basin: Effects of Geothermal Waters on Water Quality and Availability

Detekcija i određivanje nekih teških metala u vodi gradske vodovodne mreže naselja Vidikovac-Beograd preko izdvojenog kamenca iz vode

NESTABILNOSTI U PROCESU NITRIRANJA PULSIRAJUĆOM PLASMOM

NUMERIČKA SIMULACIJA OPSTRUJAVANJA VAZDUHA OKO REDOVA SUNČANIH KOLEKTORA NUMERICAL SIMULATION OF THE AIR FLOW AROUND THE ARRAYS OF SOLAR COLLECTORS

41 ГОДИНА ГРАЂЕВИНСКОГ ФАКУЛТЕТА СУБОТИЦА

DOSTAVUANJE PONUDA ZA WIMAX MONTENEGRO DOO PODGORICA

TOPLOTNA PUMPA I NJENA PRIMENA. Dr Milorad Bojic, red. prof Mašinski fakultet u Kragujevcu Univerzitet u Kragujevcu

Parametri koji definišu optimalnu proizvodnju naftnih bušotina pri primeni mehaničke metode eksploatacije

- Vežba 1 (dodatan materijal) - Kreiranje Web šablona (template) pomoću softvera Adobe Photoshop CS

IZVEŠTAJ AVGUST GRAD ZRENJANIN. Trg Slobode 10 Zrenjanin. o kvalitetu vazduha u gradu ZRENJANINU i naseljenom mestu ELEMIR za

- Italy. UNIVERZALNA STANICA ZA ZAVARIVANJE, SPOTER - sa pneumatskim pištoljem sa kontrolnom jedinicom TE95-10 KVA - šifra 3450

PERSONAL INFORMATION. Name: Fields of interest: Teaching courses:

PROVJERA MAHANIČKIH OSOBINA I KVALITETA POVRŠINSKE ZAŠTITE TRAPEZNOG ČELIČNOG LIMA ZA KROVOPOKRIVANJE

Ispitivanje korozionih karakteristika legura na bazi Al-Zn namijenjenih za protektorsku zaštitu

PRIMANJE I ODAVANJE VODE. Difuzija, osmoza i imbibicija

Primena karakteristika jednakog kvaliteta kašnjenjeeho-gubitak paketa u projektovanju Internetskih govornih veza

CRNA GORA

Donosnost zavarovanj v omejeni izdaji

=17.493, 00 =32.744, , 00. Vrednost potrošno za popust 37%

HYDROGEOTHERMAL RESOURCES IN SPA AREAS OF SERBIA Main Properties and Possible Improvement of Use

Struktura i organizacija baza podataka

Transcription:

STVARANJE NASLAGA U INSTALACIJAMA SA GEOTERMALNOM VODOM I METODE ZA NJIHOVO UKLANJANJE DEPOSITS FORMATION IN INSTALLATION WITH GEOTHERMAL HOT WATERS AND METHOD FOR DISPLACE Dragan T. Stojiljković *, Staniša T. Stojiljković*, Nebojša Č. Mitić *, Maja Đurović- Petrović** * - Tehnološki fakultet, 16000 Leskovac, Trg oslobođenja 124 ** - Ministarstvo nauke i zaštite životne sredine Republike Srbije Analiziran je hemijskog sastava geotermalne vode Sijarinske banje. Najprisutniji su Na + (948-1080 mg/l), Ca 2+ (37,3-46,6 mg/l), K + (5,3-58,3 mg/l) i Mg 2+ (10-19,4 mg/l) od katjona i HCO 3 - (2586-3050 mg/l), Cl - (56-145 mg/l) i SO 4 2- (48,1-91,6 mg/l) od anjona. U sastav depozita u instalacijama sa geotermalnom vodom najprisutniji su bikarbonati, kalcijum i magnezijum.dat je pregled postojećih i izabrana DDMF metoda za sprečavanje stvaranja i otklanjanje već stvorenih naslaga u geotermalnim instalacijama. Abstract: Chemical composite of geothermal water of Sijarinska spa is analyses. The most abundant cation and anion are Na +, Ca 2+, K +, Mg 2+ and HCO 3 -, Cl - and SO 4 2- with 948-1080 mg/l, 37,3-46,6 mg/l, 5,3-58,3 mg/l, 10-19,4 mg/l and 2586-3050 mg/l, 56-145 mg/l and 48,1-91,6 mg/l, respectively. In deposits constitution of installation for geothermal water the most represented are HCO 3 -, Ca 2+ and Mg 2+. The present method DDMF (Dynamic Distortion of Molecular Forces) after prevention production and rejection set up deposits of geothermal installation. Key words: geothermal water, physical/mathematical analysis, deposits formation 1. UVOD Sijarinska banja se nalazi na jugu Srbije, udaljena je 50 km od Leskovca, a u njoj postoji veći broj izvora mineralne vode (oko 15 [1]). Geotermalni izvori Sijarinske banje bili su poznati i korišćeni još iz doba Rimljana i Sasa. U okviru projekta SINTEZA, RAZVOJ, DEMONSTRACIJA I ISPITIVANJE UREĐAJA ZA SMANJENJE STVARANJA NASLAGA U INSTALACIJAMA SA GEOTERMALNOM VODOM, Ev: 273005 istraživan je uticaj brzine i protoka fluida, prečnika cevovoda na mehanizam, brzinu stvaranja i količinu stvorenog depozita geotermalne vode. Istraživanja stvaranja depozita su vršena u Sijarinskoj banji, za geotermalnu vodu iz bušotine B-4. Geotermalna voda je sa dubine 1232 m, izdašnosti oko 7 l/s (sadašnje korišćenje), tempetature

oko 75 o C. U toku rada pilot postrojenja za korišćenje geotermalne vode [2] uočene su velike količine naslaga (depozita) u ovim instalacijama. Zbog toga se pristupilo analizi postojećih metoda za smanjenje (i eventuaalno sprečavanje) stvaranja naslaga u instalacijama sa geotermalnom vodom. 2. SASTAV GEOTERMALNE VODE Ispitivane su fizičko-hemijske karakteristike geotermalne vode Sijarinske banje, bušotine B-4, u dužem vremenskom periodu [3], a rezultati su dati u tabeli 1. Tabela 1. Uporedni pregled ispitivanja geotermalne vode Datum 25.04. 1990. 13.11. 1990. 07.04. 2004. 13.10. 2004. 03.11. 2005. 09.10. 2006. 06.12. 2006. 15.05. 2007. Temperatura 0 C 75 75 75 78 75 75 75 75 ph 7,25 7,13 7,4 7,8 7,6 7,01 7,5 7,3 KMnO 4 4,08 4,42 3,4 1,9 3,16 3,79 3,16 Natrijum 1057 1083 1030 1050 1017 948 975 Kalcijum 44 60,1 37,3 48 42 46,6 45,6 43 Magnezijum 19,4 24,3 18,6 10 15 13,5 11,6 18 Bikarbonati 3000 3000 3042 3050 2867 3135 2715 2586 Hloridi 58 56 106 145 125 97,9 100,3 Sulfati 73,6 76,8 91,6 54,8 56,4 48,1 27,6 Fosfati 0,4 0,04 0,14 0,1 0,05 0,11 Amonijum 0,04 0,1 0,04 0 0 0 0,03 Gvožđe 0,6 0,57 0,28 0,25 0,31 Ukupna tvrdoća 10,6 14 9,6 9,1 9,41 9,66 9,08 10 Stalna tvrdoća 0,9 1,96 1,12 1,29 0,9 Suvi ostatak 3055 3060 3016 2994 2992 2914 2922 2898 m-alkalitet 520 497 499 500 470 514 445 460 Elektroprovod. 3955 3006 4390 4420 4620 4350 4500 4480 Mutnoća 5 2,1 0,59 0,48 0,78 0,85 4,43 Kalijum 58,3 46,8 5,3 31,5 38 41 Bakar 0,01 0,01 0,03 0,04 0,06 Cink 0,01 0,01 0,02 0,03 0,02 Geotermalna voda Sijarinske banje (bušotina B-4) po ph-vrednosti (7.01-7.8) pokazuje slabo alkalnu reakciju. Prema temperaturi (75 78 C) spada u hipertermne geotermalne vode. Električna provodljivost (4000-4620 µs/cm na 20 C) i suma rastvorenih mineralnih supstanci (4400-4510 mg/l) svrstava je u mineralne vode sa visokom mineralizacijom. Po ukupnoj tvrdoći (9.10-10.60 dh) ova voda spada u umereno tvrde. Od katjona najzastupljeniji je natrijumov, Na + (948-1080 mg/l), a od anjona bikarbonatni, HCO 3 - (2586-3050 mg/l).

mg/dm 3 Uporedni pregled sadržaja kalcijuma i magnezijuma 70 60 60.06 50 48 44.04 46.6 43 40 42 37.3 45.6 42.6 30 24.27 20 19.42 18.6 15 12 13.5 10 10 11.6 18 0 25.04.1990. 13.11.1990. 07.04.2004. 17.09.2004. 13.10.2004. 03.11.2005. Vreme merenja 09.10.2006. 06.12.2006. 15.05.2007. Slika 1. Uporedni pregled sadržaja kalcijuma i magnezijuma Ca Mg 3. SKLONOST VODE KA TALOŽENJU U pogledu sklonosti ka taloženju i korozionog dejstva vode za karakterizaciju se koriste Lanželijeov (Langelier) indeks zasićenja i Riznerov (Ryzner) indeks stabilnosti (procena o sklonosti ka taloženju kalcijum karbonata na metalnim materijalima) [4,5]. Tabela 2. Uporedni pregled Lanželije-ovog i Rizner-ovog indeksa Datum 24.04. 1990. 17.09. 2004. 13.10. 2004. 03.11. 2005. 09.10. 2006. 06.12. 2006. 15.05. 2007. Temperatura [ 0 C] 75 75 78 75 75 75 75 ph 7,25 7,4 7,8 7,6 7,01 7,5 7,3 f (t) 1,20 1,20 1,17 1,20 1,20 1,20 1,20 f [Ca 2+ ] 1,64 1,62 1,68 1,62 1,66 1,65 1,62 f (A) 2,72 2,72 2,7 2,68 2,71 2,66 2,67 f (R) 9,16 9,16 9,16 9,15 9,15 9,15 9,15 phs 6 6,02 5,95 6,05 5,98 6,04 6,06 L.I. 1,25 1,38 1,85 1,55 1,03 1,46 1,24 R.I. 4,75 4,64 4,10 4,50 4,95 4,58 4,82 Dobijene su vrednosti Lanželijeovog indeksa L.I. (1.03 1.85), i Riznerovog indeksa R.I. (4.10 4.82). Pozitivna vrednost Lanželijeovog indeksa pokazuje da ispitivana voda nije agresivna, ne rastvara zaštitni sloj kalcijum karbonata (koji je istaložen po zidovima cevi), nema sklonost ka koroziji. Riznerov indeks pokazuje da ispitivana voda ima veoma izraženu sklonost ka taloženju karbonata. Ovim metodama uzima se u obzir samo sadržaj karbonata, bikarbonata i ugljene kiseline u vodi, dok je uticaj ostalih faktora zanemaren. Na osnovu ovih ispitivanja zaključuje se da je brzina taloženja dovoljno velika da ne postoji velika opasnost od korodivnog dejstva na cevovod.

3.1. Hemizam stvaranja naslaga u geotermalnim instalacijama Geotermalne vode imaju jako izraženu sklonost ka stvaranju naslaga od teško rastvorenih soli. Ove vode sadrže mnoge neorganske soli, kao što su: kalcijum (bi)karbonat i sulfat, različiti kalcijum fosfati, kalcijum i magnezijum silikati i hidroksidi, natrijum sulfat, liltijum sulfat i karbonat, i koji imaju normalnu ili inverznu rastvorljivost (sa porastom tempreature njihova rastvorljivost u vodi raste ili opada). Geotermalna voda može da bude prezasićena tako da može doći do pojave kristalizacije i stvaranja čvrstih naslaga od neerastvornih soli. Najčešći sastojak geotermalnih voda je kalcijum-bikarbonat koji je u vodenom rastvoru nestabilan i teži da se razloži na kalcijum karbonat i ugljenu kiselinu: Ca(HCO 3 ) 2 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 Pri čemu se ovaj proces odvija na sledeći način: Ca(HCO 3 ) 2 Ca 2+ + 2 HCO 3 - Joni bikarbonata razlažu se na jone karbonata, isparljivi ugljen dioksid i vodu: 2 HCO 3 CO 3 2- + CO 2 + H 2 O Karbonatni joni reaguju sa jonima kalcijuma što dovodi do stvaranja nerastvorenog kalcijum karbonata koji se taloži: Ca 2+ + CO 3 2- CaCO 3. Ukoliko u vodi dođe do poremećaja ravnoteže između bikarbonata, karbonata i ugljene kiseline mogu da se jave dva karakteristična slučaja. U jednom, kada u vodi postoji višak nerastvorenog kalcijum-karbonata tada dolazi do njegovog taloženja na metalnim površinama i formiranja čvrstih naslaga tjs. depozita. U drugom slučaju kada u vodi postoji višak ugljene kiseline uslovi za formiranje čvrstih naslaga su manje povoljni. Stvaranje depozita kalcijum karbonata javlja se i pri naglom padu pritiska geotermalne vode, do koga dolazi pri izlasku vode iz buštine ili pri promeni geometrijskih odnosa u instalacijama, na mestima gde su ugrađeni ventili, merni instrumenti itd. Pri naglom padu pritiska oslobađa se CO 2 iz vode, uz istovremeno povećanje njene ph vrednosti, zbog čega dolazi do rasta koncentracije karbonatnih jona u rastvoru. Oni reaguju sa jonima kalcijuma što dovodi do stvaranja nerastvornog kalcijum karbonata koji se taloži (slika 3). Brzina ove reakcije je velika, tako da se naslage (CaCO 3 ) formiraju skoro trenutno. Kako kalcijum karbonat ima inverznu rastvorljivost tjs. sa porastom temperature smanjuje se njegova rastvorljivost odnosno povećava mogućnost stvaranja taloga. Naslage kalcijum karbonata se često formiraju i na površinama preko kojih se vrši razmena toplote. Kalcijum karbonat kristališe u tri kristalne modifikacije: kalcit, aragonit i vaterit. Kalcit ima robmoedarsku, aragonit ortorombnu a vaterit heksagonalnu strukturu. Kalcit je termodinamički najstabilniji, aragonit je metastabilan na niskim temperaturama i atmosferskom pritisku, počinje naglo da se taloži iz rastvora iznad 60-70 o C. Po mnogim autorima romboedarski kalcit uzrokuje čvrste naslage (depozite), dok prisustvo ortorombnog aragonita (obično kristališe u obliku igle) uzrokuje mekše, čistije i i više rastvorljive naslage koje mogu lakše da se uklone. Kada je koncentracija jona kalcijuma (Ca 2+ ) i jona karbonata (CO 3 2- ) veća od rastvorljivosti kalcijum karbonata (K s ), tada je voda je prezasićena i dolazi do stvaranja depozita (naslaga). [Ca 2+ ][CO 3 2- ] > K S, rastvor je prezasićen CaCO 3 -om, stvaraju se naslage [Ca 2+ ][CO 3 2- ] < K S, rastvor je nezasićen CaCO 3 -om, nema stvaranja naslaga

Sl.3 Stvaranje depozita Silicijum (naslage čiji je preovlađujući sastojak silicijum) ima normalnu rastvorljivost, odnosno, sa padom temperature opada i njegova rastvorljivost u vodi. Zato naslage (depoziti) od silicijuma u geotermalnim instalacijama nastaju na mestima gde dolazi do pada temperature geotermalne vode. Proces stvaranja depozita od silicijuma je mnogo složeniji od procesa stvaranja naslaga od kalcijum karbonata jer je i njegova struktura složenija. Silicijum se javlja u kristalnom i amorfnom obliku, a pored toga je i polimorfan, tj. može da formira kristale različitih struktura kao što su: kvarc, kalcedon ili kristobaliti, pri čemu svaki od ovih kristala ima različitu rastvorljivost u vodi. Zato mehanizam taloženja silicijuma još nije dovoljno izučen. 3.2. Hemijski sastav depozita Hemijski sastav depozita u instalacijama sa geotermalnom vodom dat je u tabeli 3. Tabela 3. Hemijski sastav depozita DEPOZIT Komponenta Sadržaj, mg/l Na + 1.6 Ca 2+ 8.8 K + 0.2 Mg 2+ 4.83 2- SO 4 16.1 Cl - 3.466 - HCO 3 549 Najveće učešće u sastavu depozita imaju bikarbonat i sulfat kalcijuma, sledi magnezijum i natrijum, a znatno je manje učešće kalijuma. Zaključuje se da je kalcijum karbonat najprisutniji, što je i očekivano, obzirom da se radi o naslagama krečnjaka. 3.3. Ispitivanje stvaranja depozita u Sijarinskoj banji i u laboratorijskim uslovima Za ispitivanje uticaja pojedinih fizičkih parametara na brzinu i količinu stvaranja depozita urađene su ispitivačke jedinice. Ulazni deo ispitivačke jedinice (postavljena u izmenjivačkoj stanici hotela Gejzer u Sijarinskoj banji) povezan je sa napojnim vodom koji ide direktno iz bušotine B-4. Na slici 3. je prikazana šema ispitivačke jedinice, koja se sastoji od dve vertikalne cevi koje su međusobom povezane horizontalnim cevima različitog unutrašnjeg prečnika, 1/2, 3/4'', 1'' i 5/4''. Horizontalne cevi mogu da se demontiraju i preciznim merenjem razlike u masi cevi određena je količina stvorenih naslaga (depozit). Posle strujanja kroz ispitivačku jedinicu geotermalna voda se ispušta preko izlaznog voda u izlivni kanal.

Slika 3. Ispitivačka jedinica sa 4 horizontalne cevi Šematski prikaz ispitivačke jedinice (postavljene na Tehnološkom fakultetu u Leskovcu) dat je na slici 4. U rezervoaru (7) u kome staje 24 l geotermalne vode, nalazi se grejač (8) i sonda (9) za merenje temperature vode. Pomoću termostata (10) održava se temperatura geotermane vode na željenu vrednost. Napojnim vodom (2) pomoću peristaltne pumpe (3) voda se iz rezervoara (7) vodi kroz staklenu cev (1) prečnika Ø6 (na kojoj se prati stvaranje depozita). Pomoću odvodnog voda (4) geotermalna voda se vraća u rezervoar(7). Peristaltna pumpa (3) napaja se iz punjača akumulatora (5). Napon se pomoću potenciometra (6) može da menja, a samim tim menja se i broj obrtaja peristaltne pumpe, odnosno protok geotermalne vode kroz staklenu cev. Slika 4. Ispitivanje depozita u laboratorijskim uslovima 3.3.1. Ispitivanja stvaranja depozita u Sijarinskoj banji Na slikama 5 i 6 prikazana je količina depozita za različite prečnike, odnosno protoke geotermalne vode, u različitim vremenskim periodima. Interesantna je pojava da je skoro najveća količina depozita kod cevi prečnika 1, što se vidi i sa dijagrama (slika 7), gde je prikazan ukupni depozit, u zavisnosti od vremena (u danima).

ЗАВИСНОСТ ДЕПОЗИТА ОД ПРЕЧНИКА ЦЕВИ gr/l 600 500 400 300 200 100 0 450 478 296 176 5/4 " 1" 3/4 " 1/2 " ПРЕЧНИК Slika 5. Zavisnost depozita od prečnika cevi ПРОТОК ВОДЕ l/s ПРОТОК ВОДЕ У l/s 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0,431 0,25 0,147 0,092 5/4 " 1" 3/4 " 1/2 " ПРЕЧНИК ЦЕВИ Slika 6. Protok geotermalne vode kroz cevi različitog prečnika депозит у gr 300 250 252 маса депозита у gr 200 150 100 50 0 52 36 18 148 98 52 138 84 22 20 27 13 26 24 22 5/4 " 1 " 3/4 " 1/2 " време у данима Slika 7. Količina depozita u zavisnosti od prečnika cevi i vremena između dva merenja Sa slike 8. zaključuje se da je ukupan depozit sveden na jedinicu unutrašnje površine najmanji kod cevi najvećeg prečnika.

ДЕПОЗИТ У gr ПО ЈЕДИНИЦИ ПОВРШИНЕ gr/cm2 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0,000 7,142 7,515 7,238 3,908 5/4 " 1" 3/4 " 1/2 " ПРЕЧНИК Slika 8. Depozit sveden na jedinicu unutrašnje površine cevi 3.3.1. Ispitivanja stvaranja depozita u laboratorijskim uslovima Ispitivanja su vršena sa geotermalnom vodom iz Sijarinske banje promenom protoka, odnosno, broja obrtaja peristalne pumpe i promenom temperature geotermalne vode. Tabela 4. Zavisnost protoka i vremena od broja obrtaja pumpe n o/s 1,818 1,534 1,67 protok l/s 0,01156 0,01551 0,01689 vreme s 86,5 96,7 88,8 zapremina l 1,5 1,5 1,5 Postupak merenja: Kroz eksperimentalnu cevnu instalaciju proticala je geotermalna voda u različitim vremenskim intervalima (6, 12 i 24 sati) i pri različitim temperaturama (25, 40 i 65 o C). Tako, eventualno dobijene naslage, koje su ostajale na zidovima staklene cevi ispirane su hlorovodoničnom kiselinom (1:1) i ostavljane u tamnoj boci. Nakon završenih merenja svi uzorci su normalizovani (dodavanjem destilovane vode do 50 ml). Obavljena su merenja na atomskom apsorpcionom spektrofotometru AAS Pay Unicam Sp 9 na 422,7 nm, plamen -azotsuboksid - acetilen. Tabela 5. Depoziti iz geotermalne vode, mg/l Ca (AAS) 60C 65C 65C 1,07 1,88 2,01 1,24 1,56 2,14 1,22 1,38 2,46 ДЕпозит ААС 3 mg/l 2,5 2 1,5 1 1,07 1,88 2,01 1,24 1,56 2,14 1,22 1,38 2,46 0,5 0 65C 65C 65C Slika 9. Depoziti određeni na AAC Iz ovoga se nameće zaključak da je intenzitet stvaranja depozita povezan sa promenom temperature. Gravimetrijsko određivanje kalcijuma rađeno je po sledećem postupku:

Od dobijenih rastvora uzimano je po 5 ml (prilikom provere ph-vrednosti dobijene su vrednosti oko 1). Radi neutralizacije kiseline dodavano je po 5 ml NH 3 a potom i amonijum oksalat (0,1 M), kako bi došlo do prevođenja kalcijuma u taložni oblik. Na centrifugi je ubrzano taloženje (korišćenje sile gravitacije) a talog je zatim ispiran vodom pa opet centrifugiran i nakon sušenja određena je količina taloga iz razlike u masi prazne i kivete posle taloženja kalcijuma. I kod gravimetrijskog određivanja uočeno je da uzorak koji je dobijen posle 24 časa proticanja vode na 65 o C pokazuje najveću koncentraciju kalcijuma. 4. METODE ZA SPREČAVANJE STVARANJA I OTKLANJANJE VEĆ STVORENIH DEPOZITA Metode [6,7] koje se koriste za sprečavanje stvaranja ili smanjenja depozita mogu da se podele u dve osnovne grupe: a. hemijske metode b. ne-hemijske metode a) Tvrdoća vode može da se ukloni brojnim hemijskim metodama koje se zasnivaju na građenju kompleksa između jona koji uzrokuju tvrdoću vode i dodatnih reagenasa. Neželjeni joni mogu da se uklone upotrebom hromatografskih metoda, i u tu svrhu je naročito efikasna jonoizmenjivačka hromatografija, koja se zasniva na jonskoj izmeni na organskim smolama. Postupak poznat kao dejonozacija vode na tzv. jonoizmenjivačkom stubu (koji uključuje i katjonske i anjonske smole), i u tu svrhu se mogu koristiti prirodni silikatu (zeoliti) ili veštački silikati (permutiti). Međutim, bez obzira na efikasnost ovih metoda u laboratorijskim uslovima njihova upotreba u protočnim režimima, tj. kod tekućih voda, ka što su geotermalne vode, postaje irelevantna. b) Nehemijske metode zasnivaju se na primeni: magnetskog i elektrostatičkog polja. Princip primene magnetnog polja rezultat je fizičke interakcije između magnetnog polja i pokretnih naelektrisanja, u ovom slučaju jona. Kada joni prolaze kroz magnetsko polje, sile deluju tako da se haotično organizovani Ca 2+ i Mg 2+ joni orjentišu u jednom pravcu. Efekat se svodi na preorjentaciju magnetnih momenata (datih jona) koji proizvode magnetno polje pod uticajem spoljašnjeg magnetnog polja (zato i dolazi do iskrivljavanja odnosno distorzije molekularnih sila, kako se zove i metoda). Preorjentacija ima za cilj da poveća učestalost sudara jona, jer se sudarajući sjedinjuju i formiraju kristale kalcijumovih i magnezijumovih jona (a i drugih jona) pre nego što se istalože u obliku nerastvornih soli na zidovima cevi, i time se sprečava stvaranje depozita. Ukrupnjeni kristali nastavljaju da struje sa vodom kroz instalaciju pa je neophodno da se kasnije uklone. Elektrostatički principi se razlikuju od uređaja do uređaja, ali u osnovi, umesto da izazove sudar anjona i katjona i stvaranje naslaga, naelektrisanje sa elektrode prenosi se na jone tako da se oni odbijaju umesto da se privlače. Na taj način katjoni i anjoni nikada nisu sposobni da se približe dovoljno da bi započeli reakciju formiranja naslage (depozita). Metode zasnovane na primeni magnetskog polja mogu da se podele u tri grupe, primenom: 1. stalnog magneta 2. elektromagneta, i 3. AC indukcije (DDMF metode).

Kod trećeg metoda, DDMF (Dynamic Distortion of Molecular Forces) oko cevi kroz koju protiče voda, obmotan je solenoid, u koji se pomoću spoljnjeg uređaja, indukuje elektromagnetsko polje kod koga frekvencija može kontinualno da se menja. Na taj način na molekularnom nivou odvija se napred pomenut princip. Izbor je u metodi DDMF, njenom primenom ne narušava se hemijski sastav vode jer geotermalna voda iz bušotine B-4 kapaciteta 30 l/s može da se eventualno koristi i za ljudsku upotrebu što predstavlja znatno veći resurs u odnosu na toplotni potencijal. Ovom metodom utiče se na formiranje taloga u cevima na sledeći način: forsiranjem taloženja kalcijum karbonata i sličnih kristala, ponovnim rastvaranjem kristala iz taloga koji su prethodno istaloženi. DDMF metodom vrši se promena rastvorne faze, uslova nukleacije (formiranja kristala) i rašćenja kristala. 5. ZAKLJUČAK U radu je analiziran hemijski sastav geotermalne vode Sijarinske banje i stvorenih naslaga (depozita). Najprisutnije komponente su Na +, Ca 2+, K + i Mg 2+ od katjona i HCO 3 -, Cl - i SO 4 2- od anjona. U sastav naslaga u instalacijama sa geotermalnom vodom najprisutniji su bikarbonati, kalcijum i magnezijum. Dat je pregled postojećih i izabrana DDMF metoda za sprečavanje stvaranja i otklanjanje već stvorenih naslaga u geotermalnim instalacijama. ZAHVALNOST Ovaj rad je realizovan u okviru Nacionalnog programa energetske efikasnosti koga finansira Ministarstvo nauke i zaštite životne sredine Republike Srbije, projekta: Istraživanje stvaranja naslaga, razvoj i demonstracija uređaja za smanjenje naslaga u instalacijama sa geotermalnom vodom, Ev. br. 273005. REFERENCE [1] Stojiljković,T.D., Pejić, D., Stojiljković,T.S., Stanković, S., Đurović-Petrović, M., Mogućnosti iskorišćenja geotermalnih potencijala Srbije sa osvrtom na Sijarinsku banju, ELECTRA III, H.Novi 2004, s. 135-139. [2] Stojiljković, T.D., Stojiljković,T.S., Mitić, Č. N., Pejić,M.D., Đurović-Petrović, M., Pilot plant for expluitation of geothermal waters, Thermal Science, 10 (2006), 4, s. 195-203. [3] Mitić, Č. N., Stojiljković, T.D., Stojiljković,T.S., Pejić,M.D., Đurović-Petrović, M., Geotermalna energija Sijarinske banje, ENERGETIKA 2005, 2(IV) Jun 2005, s. 145-146. [4] Milanović, P.: Materijali i oprema za korišćenje geotermalne energije, Monografija, IHTM, Beograd 2002. [5] Кулийски, М.А., Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды, Наукова Думка, Киев 1980. [6] Waskaas, M., Kharkats, Y.I., Magnetoconvection phenomena: a mechanism for influence of magnetic fields on electrochemical processes, Journal of Physical Chemistry, B103 (1999), pp. 4876-4883. [7] Fahidy, T.Z.,Characteristics of surfaces produced via magnetoelectrolytic deposition, Progress in Surface Science, 68 (2001), pp 155-188.