从咸水层获得咸水以及制备淡水的方法技术

本发明专利技术涉及从咸水层获得咸水的方法以及制备淡水的方法。其中，从咸水层获得咸水的方法包括以下步骤：将压力为70～200bar的超临界CO2注入咸水层，以便使咸水从咸水层中流出；以及收集咸水。利用本发明专利技术的从咸水层获得咸水以及制备淡水的方法，能够有效地获得咸水，并能够低成本地制备淡水。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从咸水层获得咸水的方法，以及制备淡水的方法。
技术介绍
我国是一个干旱、水资源严重短缺的国家，全国淡水资源总量28000亿m3，占全球水资源总量的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居全球第四位。但人均水资源量只有2200m3，仅为世界平均水平的1/4，美国的1/5，在世界上列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。 而咸水层一距地表800m以下，上下均有岩石层封闭、含有大量咸水的地质层，因其富含的咸水经淡化后就能够被直接饮用，已成为人类水资源的新希望。然而，目前从咸水层获得咸水的方法仍有待加强。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种从咸水层获得咸水的方法。需要说明的是，本专利技术是基于申请人的下列发现而完成的目前，研究者将二氧化碳进行地下咸水层埋存，以有效减少温室气体CO2排放。与此同时，专利技术人发现，如果将二氧化碳压缩，并将所得的高压(150bar左右)超临界二氧化碳注入地下咸水层，不仅能够成功将二氧化碳埋存，还能够将咸水层中压力升高的咸水(大约85bar)驱出，从而能够有效地从咸水层中获得咸水，进而能够充分利用咸水层的丰富水资源。由此，根据本专利技术的一个方面，本专利技术的提供了一种从咸水层获得咸水的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括以下步骤将压力为70 200bar的超临界CO2注入咸水层，以便使咸水从咸水层中流出；以及收集咸水。利用该方法能够有效地从咸水层中获得咸水，从而能够在不影响地球表层地质结构和地下水分布的情况下，充分利用咸水层的丰富水资源，进而能够将获得的咸水进行淡化后应用于我国淡水资源短缺的地区，进一步能够有效改善这些地区的缺水现状。此外，根据本专利技术的实施例，实施本专利技术的从咸水层中获得咸水的方法时，还能够成功地将二氧化碳埋存，进而能够有效减少温室气体CO2的排放，降低CO2对全球气候变化的影响，并且，因为咸水的采出增加了地下的空间，减少了 CCV流动的阻力，从而能够减少高压CO2注入咸水层的能耗，以及能够有效控制存储二氧化碳的咸水层的压力场，降低发生地质危害的风险，而部分地下咸水被驱出，也能够为CO2的埋存提供更多的空间，从而能够降低CO2埋存在地质方面所产生的不良影响。根据本专利技术的实施例，在本专利技术的从咸水层获得咸水的方法中，超临界CO2的压力优选为100 150bar。由此，处于超临界状态的CO2具有低黏度、低表面张力等特性，可以减少注入咸水层的能耗。根据本专利技术的实施例，在本专利技术的从咸水层获得咸水的方法中，超临界CO2的来源不受特别限制，可以直接通过市售购买超临界CO2,也可以通过将CO2进行至少两次压缩获得。其中，CO2的来源也不受特别限制，可以通过市售购买，或是通过其他任何途径获得。根据本专利技术的一些实施例，为了减少工业生产废气CO2的排放对全球气候变化的影响，本专利技术的CO2是通过从燃煤电厂燃烧产生的烟气中化学吸收捕集得到的，并且获得的CO2的浓度可高达90% -100%。此外，根据本专利技术的实施例，进行化学吸收捕集所采用的方法也不受特别限制。根据本专利技术的一些具体示例，化学吸收捕集是利用选自醇胺类和氨水的至少一种吸收剂，通过变温吸收解吸的方式进行的。根据本专利技术的实施例，将CO2进行压缩的装置不受特别限制。根据本专利技术的一些具体示例，压缩是利用带间冷的多级气体压缩机进行的，由此，能够有效地获得 超临界co2。此外，本领域的技术人员可以理解，在本文中所采用的表达方式“将CO2进行至少两次压缩”是指，将CO2进行两次或两次以上压缩，由此，才能够有效地获得压力为70 200bar的超临界CO2。根据本专利技术的实施例，在本专利技术的从咸水层获得咸水的方法中，将超临界CO2注入咸水层后，咸水层中的咸水压力达到85bar。这是因为，将50 200bar的超临界CO2注入咸水层后，CO2的压力传递给咸水，从而能够使咸水压力上升，经测定其压力可达到约85bar。由此，咸水能够在自身的压力作用下从咸水层中流出。根据本专利技术的另一方面，本专利技术的提供了一种制备淡水的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括以下步骤根据本专利技术的从咸水层获得咸水的方法，从咸水层收集获得咸水；以及将咸水进行淡化处理，以便获得淡水。利用该方法能够有效地制备获得淡水，并且获得的淡水成本低，质量好，可以作为饮用水、工农业用水等，进而能够将这些淡水应用于我国淡水资源短缺的地区，进一步能够有效改善这些地区的缺水现状。此外，根据本专利技术的实施例，利用本专利技术的制备淡水的方法制备淡水，还能够有效地进行二氧化碳埋存，进而能够减少温室气体CO2的排放，从而减少CO2对全球气候变化的影响，并且，不影响地球表层地质结构和地下水分布，以及能够有效控制存储二氧化碳的咸水层的压力场，降低发生地质危害的风险，而部分地下咸水被驱出，也能够为CO2的埋存提供更多的空间，从而能够降低CO2埋存在地质方面所产生的不良影响。根据本专利技术的实施例，在本专利技术的制备淡水的方法中，利用咸水淡化设备进行淡化处理。其中，将咸水进行淡化处理的设备不受特别限制，本领域的技术人员可以根据实际生产情况选择合适的设备。根据本专利技术的一些具体示例，咸水淡化设备可以为选自电渗析设备和反渗透设备的至少一种。由此，能够有效去除咸水中大部分的盐离子，成功将咸水淡化。需要说明的是，采用本专利技术的制备淡水的方法制备淡水成本非常低，具体地，根据初步理论计算和分析，在不考虑CO2地质埋存成本的情况下，利用本专利技术的制备淡水的方法日产10万吨淡水，其每吨水的价格为I 3元,远少于海水淡化成本8 10元/吨。这是因为前面获得的咸水压力较高，能够大大节省淡化处理过程的能量消耗，进而能够提高咸水淡化的经济性。进一步，本专利技术的从咸水层获得咸水的方法以及制备淡水的方法具有以下优点(I)能够减少高压二氧化碳注入咸水层的能耗；(2)本专利技术的制备淡水的方法，制备淡水的成本远低于海水淡化制备淡水的成本；(3)本专利技术的从咸水层获得咸水的方法以及制备淡水的方法，能够有效控制存储二氧化碳的咸水层的压力场，从而能够降低发生地质危害的风险。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I显示了根据本专利技术实施例的制备淡水的方法的流程示意图。 具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例I :参照图1，利用本专利技术的制备淡水的方法制备淡水，具体步骤如下首先，利用泵将超临界CO2通过管道注入800m以下的咸水层，在咸水层中，CO2的压力传递给咸水，咸水压力可以达到85bar，由此，咸水在自身的压力作用下流出咸水层，通过管道升至地面。接着，利用咸水淡化工厂直接收集升至地面的咸水，并对其进行淡化处理，以便获得淡水。其中，超临界CO2的压力为IOObar 150bar，其是通过利用带间冷的多级气体压缩机将CO2进行4次压缩获得的。而CO2则是基于一乙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王淑娟，陈昌和，李彦，禚玉群，赵博，陈群，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：