|
9 Глава 1. Проблема очистки отработанных вод ГеоЭС от кремнезема. В настоящее время гидротермальные системы и связанные с ними гидротермальные месторождения можно рассматривать как альтернативный источник электрической и тепловой энергии [1-3]. Гидротермальная система занимает участки в верхних частях земной коры, где наблюдаются аномально высокие величины температуры и теплового потока. Тепловой источник системы представляет собой интрузию магматического расплава с различной степенью кристаллизации [4-7]. Породы, окружающие интрузию, имеют проницаемость достаточно высокую для возникновения свободной конвекции пароводяного теплоносителя, основным источником которого являются метеорные воды 4, 5]. Высокотемпературные жидкофазные гидротермальные системы характеризуются тем, что теплоноситель в нижних частях системы на глубине 1-3,5 км находится при температуре более 250-300°С и давлении, превышающем давление насыщенного пара. Химический состав гидротермального раствора определяется взаимодействием воды с алюмосиликатными минералами пород при температуре 250-300°С [8, 9]. В течение последних десятилетий основная часть проектов по геотермальной инженерии относилась к использованию энергетической составляющей геотермальных ресурсов. При этом значительные успехи были достигнуты и в области извлечения из гидротермального теплоносителя химических соединений и их промышленного использования [1, 10, 11]. Однако существует ряд технических проблем, ограничивающих масштабы использования как геотермальной энергии, так и химического потенциала высокотемпературных геотермальных ресурсов. 1.1. Типы твердых отложений в скважинах и теплооборудовании ГеоЭС. К числу основных проблем геотермальной инженерии относятся: разведка гидротермальных резервуаров, оценка запасов энергии, бурение в |
Глава 1. Современное состояние проблемы извлечения кремнезема из высокотемпературнх гидротермальных теплоносителей и повышения эффективности их использования. В настоящее время гидротермальные системы и связанные с ними гидротермальные месторождения можно рассматривать как альтернативный источник электрической и тепловой энергии [1-3]. Гидротермальная система занимает участки в верхних частях земной коры, где наблюдаются аномально высокие величины температуры и теплового потока. Тепловой источник системы представляет собой интрузию магматического расплава с различной степенью кристаллизации [4-7]. Породы, окружающие интрузию, имеют проницаемость достаточно высокую для возникновения свободной конвекции пароводяного теплоносителя, основным источником которого являются метеорные воды [4, 5]. Высокотемпературные жидкофазные гидротермальные системы характеризуются тем, что теплоноситель в нижних частях системы на глубине 1-3.5 км находится при температуре 250-300°С и более и давлении, превышающем давление насыщенного пара. Химический состав гидротерм&пьного раствора определяется взаимодействием воды с алюмосиликатными минералами пород при температуре 250-300°С [8, 9]. В течение последних десятилетий основная часть проектов по геотермальной инженерии относилась к использованию энергетической составляющей геотермальных ресурсов. При этом значительные успехи были достигнуты и в области извлечения из гидротермального теплоносителя химических соединений и их промышленного использования [1, 10, 11]. Однако существует ряд взаимосвязанных технических проблем, ограничивающих масштабы использования как геотермальной энергии, так и химического потенциала высокотемпературных геотермальных ресурсов. 1.1. Существующие методы извлечения химических соединений из гидротермального теплоносителя. 22 оксидов железа и марганца, цинка, свинца после добавления извести; 2. обработка раствора сероводородом и раздельное осаждение сульфидов в соответствии с возрастанием растворимости в ряду А& РЬ, 2п, Ре и Мп; 3. использование цементации при электролизе или восстановлении металлическим железом для получения А§, Си, РЬ, 5п. На основе анализа ситуации на Солтон-Си сделан вывод о необходимости комбинированного подхода к извлечению соединений с использованием преимуществ каждого метода [29]. Удаление кремнезема обязательная часть технологии извлечения химических соединений из гидротермального раствора на Солтои-Си и на других высокотемпературных месторождениях. Твердые отложения кремнезема в теплооборудовании и скважинах с трудом поддаются механическому удалению. Кремнезем загрязняет поверхность ионообменных материалов и препятствует извлечению других химических соединений. 1.2. Типы твердых отложений в скважинах и теплооборудовании ГеоЭС, ГеоТЭС. К числу основных проблем геотермальной инженерии относятся: разведка гидротермальных резервуаров, оценка запасов энергии, бурение в зонах высокотемпературных аномалий, проведение каротажных работ в геотермальных скважинах, коррозия в турбинах и теплооборудовании. Существенные технические проблемы связаны также с высокой минерализацией и многокомпонентным химическим составом гидротермального теплоносителя, содержащего растворенные минералы пород и газы: углекислый газ, сероводород, азот, водород, метан. Высокая минерализация приводит к образованию твердых отложений различного типа в теплооборудовании, трубопроводах, турбинах и реинжекционных скважинах ГеоТЭС. Схема работы геотермальной электрической станции включает следующие стадии: 1. дренирование резервуара с преобладанием водной фазы добывающей скважиной и вывод пароводяной смеси на поверхность; 2. разделение пара и воды в первичных сепараторах, подача отсепарированного пара на турбины энергомодулей; 3. получение электроэнергии на генераторах электромо |