一项新发表的研究揭示了电渗析如何能够为油气井中的盐水提供经济有效的处理。天富代理分红

 

通过水力压裂法生产的石油和天然气被视为满足美国能源需求的福音。但这个过程的一个副产品是数百万加仑的水，这些水比海水咸得多，这些水是从地表深处的岩石中浸出的盐。

 

现在，麻省理工学院和沙特阿拉伯的研究人员表示，他们已经找到了一种经济的方法来去除水中的盐分。这项新的分析发表在本周的《应用能源》(Applied Energy)杂志上，由麻省理工学院教授约翰·林哈德(John Lienhard)、博士后罗南·麦戈文(Ronan McGovern)和其他四个人共同撰写的一篇论文中。

 

他们提出的处理从油气井中流出的“产出水”的方法已经被人们熟知了几十年，但对于超高矿化度的水(如从油气井中流出的水)并不适用。Lienhard说，电渗析技术“已经存在至少50年了”。他是阿卜杜勒·拉蒂夫·贾米尔水与食品教授，同时也是麻省理工学院清洁水与清洁能源中心和法赫德国王石油与矿产大学(KFUPM)的主任。

 

该研究团队还包括麻省理工学院的研究生亚当·韦纳、研究生利格·孙、本科生切斯特·钱伯斯，以及KFUPM的Syed Zubair教授。

 

“电渗析通常被认为对含盐量相对较低的水有利，”Lienhard说——例如在许多地方发现的微咸的浅层地下水，其含盐量一般只有海水的十分之一左右。但新的分析表明，电渗析在盐度光谱的另一端也被证明是经济上可行的。

 

额外的咸

 

化石燃料井产出水的盐度是海水的3到6倍;新的研究表明，这种盐可以通过一系列的电渗析阶段有效地去除。

 

研究人员说，他们的想法并不是将水充分净化到可以饮用。相反，它可以被清理干净，作为后续井压裂液的一部分重新使用，显著减少从其他来源获取的水。

 

林哈德解释说，如果你试图制造纯水，电渗析的效率会越来越低，因为水的含盐量越来越少，因为它需要电流流过水本身:盐水导电很好，而纯水则不然。

 

麦戈文是麻省理工学院机械工程系的博士后，也是这篇论文的主要作者，他说这个系统的另一个优点是“我们可以灵活地去除盐的数量。”我们可以生产任何水平的输出盐度。他说，与其他广泛应用的处理产出水的系统相比，安装电渗析系统的成本似乎是有利的。天富代理分红

 

麦戈文说，目前还不清楚水力压裂液的最佳盐度是多少。他说:“目前最大的问题是重复使用水的含盐量应该是多少。”“我们提供了一种能够控制这种浓度的方法。”

 

首先过滤

 

在达到脱盐阶段之前，研究人员设想水中的化学杂质可以用传统过滤除去。还有一个不确定因素是，用于电渗析的膜在接触到含有微量石油或天然气的水后，其性能如何。“我们需要一些基于实验室的反应特征，”麦戈文说。

 

如果这个系统的工作原理以及分析表明,它不仅可以提供显著节约淡水的数量需要从农业转移,饮用水,或其他用途,但它也会显著降低污染的水的体积,从这些钻井需要处理网站。

 

“如果你能关闭循环，”林哈德说，“你就能减少或消除对淡水需求的负担。”他说，这在德克萨斯州等主要产油区可能特别重要，那里已经在经历水资源短缺。

 

虽然电渗析技术现在是可行的，但Lienhard解释说，这种应用将需要开发一些新设备。

 

在以色列Ben Gurion大学研究海水淡化和水处理的Jack Gilron没有参与这项研究，他说，该团队“创造了一个令人印象深刻的演示，展示了他们对产出水系统电渗析性能的系统分析方法。”然而，他补充说，“作者正确地指出，必须解决结垢和有机污垢的问题，才能真正将电渗析应用到这个系统中。”