Способ подготовки геотермальной жидкости,содержащей легкие углеводороды,для геотермальной энергоустановки Советский патент 1986 года по МПК C02F5/00 C02F1/20 C02F5/00 C02F101/32 C02F103/06 

ffOmep/ a/f MO tu ftocmti ил cffffajfcu//

2, Способ по п., отличающийся тем, что гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов полуI

Изобретение относится к водоподго- товке, а именно к способу подготовки геотермальной жидкости, содержащей легкие углеводороды, для геотермальной энергоустановки, и может быть использовано в наземных частях геотермальных энергоустановок для удаления углекислоты.

Цель изобретения -, повышение производительности- геотермальной энергоустановки за счет удаления углекислоты из геотермальной жидкости.

На чертеже приведена технологическая схема, реализующая сп особ.

Схема включает последовательно соединенные отстойники 1, 2 и 3, конвертор А, соединенный с отстойниками 1 и 2 и с устройством 5 для разделения растворимых и нерастворимых в воде газов, соединенным с отстойником 2, распшритель 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, %: метан 70; углекиспый газ 24; этан и другие парафины 6. В ней присутствуют ионы, г/л: натри. 37,94; калия 10; кальиия 10; магния 0,79; хлорида 90 и бикарбоната 0,2. Геотермальную жидкость вьщеляют из скважин при 180 С. Дпя откачки газов из конденсатора при 30 С и 0,043 атм используют эжекторный насос с КПД 20%.

Из скважины геотермальную жидкость, содержащую легкие углеводороды подают в отстойник 1, где давление снижено до величины, превышающей на 2-6 атм давление насьпценного водяного пара над жидкостью. При этом легкие углеводороды отходят с парами воды, а большая часть углекислоты, содержащейся в геотермальной жидкости, остается в растворе

чают электролитически из геотермальной жидкости, отходящей из геотермальной энергоустановки.

И после его обработки в отстойнике 1 вследствие хорощей 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 вьщеляется, кроме паров воды, 0,34 м газа, в том числе 80% метана и 12% углекислого газа. Отходящую газовую смесь подают в конвертор 4, использующий солнечную энергию, в котором при 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 из 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 из конденсато. ра геотермальной энергоустановки и состоящими, главным образом, из синтез-газа, и направляют на склад газообразного топлива.

Отдегазировянную геотермальную

жидкость подают из отстойника 2 в отстойник 3, где обрабатывают смешанным раствором гидроксидов щелочных и щелочно-эемельных металлов, например натрия, калия и кальция, с

образованием осадка из карбонатов кальция и магния. Из отстойника 3 жидкость подают в расширитель 6, где извлекают геотермальную энергию, а затем отработанную жидкость подают

в электролизер 7, где генерируют электрохимически в. растворе гидроксиды щелочных и щелочно-земельных метал

31

лов. в электролизере при использовании стального катода и угольного анода при напряжении 1,6 В проходят электрохимические реакции с образованием газообразного водорода и хлора. Образукяцийся 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 дегазационной очистки. Однако при этом количество газов, поступаю- щих 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, вы- делякяцийся в электролизере водород может быть окислен в топливном элементе с КПД 70%,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,

Редактор Л,Авраменко

Составитель В.Вилинская

Техред В.Кадар Корректор Е,Сиррхман

Заказ 1886/22Тираж 864Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производстве{1но-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

78

Подготовка геотермальной жидкости, содержащей легкие углеводороды, для геотермальной энергоустановки по известному способу не позволяет удалить из жидкости углекислый газ вследствие его большой растворимости в воде. Попадая в расширитель геотермальной энергоустановки, углекислый газ вызывает кислотную коррозию, а затем, попадая в конденсатор, вызывает повышение давления над конденсатором, что приводит к необходимости расходовать электроэнергию на его откачку.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предпагаемое техническое решение позволяет повысить производительность геотермальной- энергоустановки за счет удаления из жидкости углекислоты и, в связи с этим, уменьшения количества газа, вьщеляющихся в конденсаторе энергоустановки.

Способ позволяет уменьшить коррозию тепломеханического оборудования за счет удаления углекислоты и предотвратить осаждение солей слабых кислот (борной, угольной, кремниевой) , в результате чего появляется возможность вести работу ГеоТЭС в непрерывном режиме, повысить продолжительность работы оборудования и увеличить производительность работы ГеоТЭС за счет снижения затрат электроэнергии на откачку газов из конденсатора.

Способ позволяет также вести процесс подготовки геотермальной жидкости без затрат химреактивов, но с утилизацией отходящих газов и с получением побочных продуктов - водорода и хлора.