Способ подготовки геотермальной жидкости,содержащей легкие углеводороды,для геотермальной энергоустановки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А (19) (11) (511 4 С 02 Р 5/00, 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3803427/23-26 (22) 18.10.84 (46) 15.04.86. Бюл. ll 14 (71) Государственный научно-исследовательский энергетический ни и у им. Г.М.Кржижановского (72) P.Á.Àõìeäoâ, Ф.А.Ромми Г.Я.Ахме дов (53) 663.63.632(088.8) (56) Geothermal units will try ways

to avoid Sealing, Chem. Eng, р. 103105, 1980. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ, СОДЕРЖАЩЕЙ ЛЕГКИЕ

УГЛЕВОДОРОДЫ, ДЛЯ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ, включающий дегазацию пу. тем снижения давления в отстойнике, удаление накипеобразующих веществ, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности геотермальной энергоустановки за счет удаления углекислоты из геотермальной жидкости, отходящие иэ отстойника газы конвертируют, продукты конверсии отделяют от растворимых в воде газов и пропускают над геотермальной жидкостью, а удаление накипеобразующих веществ осуществляют последующей обработкой отдегазированной геотермальной жидкости гидроксидами щелочных и щелочно-земельных металлов.

1224278

2. Способ по и. l, о т л и ч а ю— шийся тем, что гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов полуИзобретение относится к водоподготовке, а именно к способу подготовки геотермальной жидкости, содержащей легкие углеводороды, для геотермальной энергоустановки, и может быть 5 использовано в наземных частях геотермальных энергоустановок для удаления углекислоты, Цель изобретения †.повышение производительности геотермальной энергоустановки эа счет удаления углекислоты иэ геотермальной жидкости.

На чертеже приведена технологическая схема, реализующая способ.

Схема включает последовательно со единенные отстойники 1, 2 и 3, кон вертор 4, соединенный с отстойниками

1 и 2 и с устройством 5 для разделения растворимых и нерастворимых в воде газов, соединенным с отстойником .

2, расширитель геотермальной энергоустановки 6, присоединенный к электролизеру 7, который соединен с отстойником 3.

Пример. Геотермальная жидкость скважин имеет газовый фактор 5 при среднем объемном составе газо,вой смеси, Х.: метан 70; углекислый газ 24; этан и другие парафины 6. В ней присутствуют ионы, г/л: натрия.

37,94; калия 10; кальпия 10; магния

0,79; хлорида 90 и бикарбоната 0,2, Геотермальную жидкость выделяют иэ о скважин при 180 С. Для откачки raо зов из конденсатора при 30 С и 35

0,043 атм используют эжекторный насос с КПД 20Х.

Иэ скважины геотермальную жидкость, содержащую легкие углеводороды подают в отстойник l, где давле- 40 ние снижено до величины, превышающей на 2-6 атм давление насыщенного водяного пара над жидкостью. При этом легкие углеводороды отходят с парами воды, а большая часть угле- 45 кислоты, содержащейся в геотермальной жидкости, остается н растворе чают электролитически из геотермальной жидкости, отходящей иэ геотермальной энергоустановки. и после его обработки в отстойнике

1 вследствие хорошей растворимости углекислого газа в воде.

При давлении 15 атм в отстойнике

1 образуется суспензия, состоящая из оксидов кремния, железа (Ш) и бора, Из 1 м жидкости выделяется, кроме паров воды, 0,34 м газа, в

9 том числе 80Х метана и 12Х углекислого газа. Отходящую газовую смесь подают в конвертор 4, использующий солнечную энергию, в котором при о

700 С, газы реагируют с образованием синтез-газа ° В устройстве 5, в качестве которого используют абсорбер, синтез-газ очищают от углекислого газа и направляют в отстойник 2, где пропускают над геотермальной жидкостью, поступающей из отстойника 1.

При этом часть углекислого газа, растворенного в жидкости, выделяется иэ жидкости вследствие разбавления его в газовой фазе синтез-газом и уменьшения его парциального давления (содержание углекислоты снижается с 40 моль/т до 10 моль/т). Далее синтез-газ отделяют от углекислого газа в устройстве 5, соединяют с газами, выделяющимися иэ конденсатора геотермальной энергоустаиовки и состоящими, главным образом, из син. тез-газа, и направляют на склад газообраэного топлива.

Отдегазированную геотермальную жидкость подают иэ отстойника 2 в отстойник 3, где обрабатывают смешанным раствором гидроксидов щелочных и щелочно-земельных металлов, например натрия, калия и кальция, с образованием осадка иэ кар онатов кальция и магния. Из отстойника 3 жидкость подают в расширитель 6, где извлекают геотермальную энергию, а затем отработанную яждкость подают в электролиэер 7, где генерируют электрохимически в. растворе гидроксиды щелочных и щелочно-земельных метал1224278

Составитель В.Вилинская

Техред В.Кадар Корректор Е.Сирохман

Редактор Л.Авраменко

Заказ 1886/22 Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 лов. В электролизере при использовании стального катода и угольного анода при напряжении 1,6 В проходят злектрохимические реакции с образованием газообразного водорода и хлора.

Образующийся щелочной раствор подают в отстойник 3, где им обрабатывают геотермальную жидкость. Затраты электроэнергии в электролизере на производство щелочного раствора в количестве, достаточном для обработки 1 т геотермальной жидкости, поступающей в отстойник 3, составляют 0,86 кВт ° ч °

Отделение углекислого газа от синтез-газа в устройстве 5 проводят абсорбцией углекислого газа содой с последующим вьщелением его при нагревании, на отделение 1 моля углекислого газа расходуют 60 кДж энергии.

Всего на очистку 1 т жидкости от углекислоты затрачивают 1,4 кВт.ч энергии, в том числе 0,55 кВт.ч — на стадии дегаэационной очистки. Однако при этом количество газов, поступающих в конденсатор геотермальной энергоустановки, уменьшается. на 40 моль/т по сравнению с прототипом за счет удаления углекислоты, что приводит к снижению затрат энергии на откачку газов на 3,2 кВт.ч. Кроме того, выделяющийся в электролизере водород может быть окислен в топливном элементе с КПД. 703,что дает дополнительно выигрыш в 0,5 кВт ч/т энергии, следовательно, суммарная экономия энергии составляет 2,3 кВт.ч/т, в т.ч. 1,8 кВт.ч/т на стадии дегазации и 0,5 кВт.ч/т на стадии щелочной обработки.

Подготовка геотермальной жидкости, содержащей легкие углеводороды, для геотермальной энергоустановки го известному способу не позволяет удалить из жидкости углекислый гаэ вследствие его большой растворимости в воде.

Попадая в расширитель геотермальной энергоустановки, углекислый газ вызывает кислотную коррозию, а затем, по1р падая в конденсатор, вызывает повышение давления над конденсатором, что приводит к необходимости расходовать электроэнергию на его откачку.

Таким образом, по сравнению с npoI5 тотипом, предлагаемое техническое решение ITosBQJIÿåò повысить производи. тельность геотермальной- энергоуста1 новки за счет удаления из жидкости углекислоты и, в связи с этим, умень.

2р шения количества газа, выделяющихся в конденсаторе энергоустановки.

Способ позволяет уменьшить коррозию тепломеханического оборудования за счет удаления углекислоты и пре25 дотвратить осаждение солей слабых кислот (борной, угольной, кремниевой), в результате чего появляется возможность вести работу ГеоТЭС в непрерывном режиме, повысить продолзр жительность работы оборудования и увеличить производительность работы

ГеоТЭС за счет снижения затрат электроэнергии на откачку газов из конденсатора.

Способ позволяет также вести про5 цесс подготовки геотермальной жидкости без затрат химреактивов, но с утилизацией отходящих газов и с полу. чением побочных продуктов — водорода

4р и хлора