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用于生产清洁水的新型增强系统、工艺和方法及其产品技术方案

技术编号:5444917 阅读:214 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
使用基于AltelaRain↑[TM]的工艺(运载气体增湿/除湿[HDH]或结露蒸发(dewvaporization))的改进方法能生产清洁水,这部分地源于用来自油气工业的产出水生成和测试的模型,其同样解决工业污水处理并且一般对有效处理来自多个行业的污水所需的时间和成本有利,行业范围从食品和酒类生产至具有新型提高效率的油气工业本身。在没有薄膜、处于大气压或近大气压下且不需要预处理或后处理的情况下,高效运载气体HDH热蒸馏起作用,并且规模经济影响基于塑料的处理平台。根据当前教导同样改良包括由食品、酒类和饮料行业生成的污水在内的工业污水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
001本专利技术涉及水净化系统和方法,通过使用比当前生产清洁水所用的更低能量来进行现场测试和创造价值。本专利技术具体地提供了一系 列技术系统改进,其基于改进技术模型来开发用于由工业水等产生清 洁水的独占许可的技术。002用于生产清洁水的现有系统由于若干显著的原因不能支持世界 人口日益增长的需求,这在文献中已有记录。本专利技术人已经研究了这 些问题并在新墨西哥州获得第一个许可证和产出水的地表排放。003从负责生成可饮用水的行业到工业发电机行业均已表示出在这 个领域的长期需求。在本教导出现之前,这些需求仍然未解决。
技术介绍
004产出水是截留在地下岩层中且在油气勘探和生产过程中到达地 表的水。它自然地出现在发现油气的岩层中,并且和油气在一起,均 有几百万年之久。当生产油气时,二者均被带出地表成为产出流体。005这种产出流体的成分包括以下各项的混合物液态或气态碳氢 化合物、产出水、溶解的或悬浮的固体、诸如沙或淤泥的产出固体以 及由勘探和生产活动产生的、可能已经位于岩层中的新近注入的流体 和添加物。研究表明与气体/冷凝物平台相关联的产出水的毒性是从传 统石油平台排出的产出水的毒性大约10倍。006煤层甲垸(CBM)的生产通常涉及大量的产出水。CBM操作 者通常将地表井钻到煤层(coal seam)中。这些煤层一般包含深的底 岩含水层和大量的水。CBM操作者将这些水抽出煤层而导致压力降低, 由此将甲烷连同岩层(产出)水一起释放到地表。产出水几乎总是含 有盐,因此是有盐味的或含盐的水。007美国石油协会(API)将产出水定义为和油气一起带到 地表的含盐的水。美国环保署(EPA)的指南将产出水定义为在采掘油气的过程中从含碳氢化合物的地层中带出的水(卤水), 并且可以包括岩层水、注入水和在向下打眼或油/气分离过程中添加的 任何化学制品。008一般地,在将产出水带到地表之前既不能预知该水的量,也不 能预知该水的质量。产出水指标在岩层盆地两侧或甚至内部是变化的, 这与井的深度、地质概况和沉淀物的环境有关。另外,岩层水文情况 通常导致产出水的质量随着生产井的年龄增加而间歇性改变。009来自油井和气井的产出水的量也不随时间保持恒定。传统上, 当井是新井时,水油比是最低的。随着井老化,水油比增大,同时油 和气的百分比类似地下降。对于接近其生产和/或经济寿命的末期的原 油井,产出水可以包括差不多98%的泵出流体。相反,CBM井通常在 井寿命的早期产生最多的产出水,而且水量随着井老化而下降。然而, 在两种情况下,对于油和气,井的经济寿命一般用产出水的量以及其 处理成本来指示,而不是由该井地下的油或气的真实末期来指示。也 就是说,通过降低处理产出水的成本,美国的油气的经济储量将增加。010到目前为止,产出水是在油气抽取操作中产生的最大量的废物。 典型地,在美国,对于产出的每桶油,要泵出7到10桶的产出水。估 计美国油气业每年产生200亿到300亿桶产出水。这等于科罗拉多河 的全部流量的五分之一。经常在水源处将产出水流从油气中分离,并 且必须以适当方式对其进行处理以保护人类健康和环境。011在美国,产出水占油气业所产生的油气生产勘探废物的总量的 大约80%。在天然气工业中,超过60%的所产生的产出水当时就被重 新注回到地下。当考虑传统油气产出水量时,这一百分比上升到90%。 虽然回注井在当前是规章批准的处理方法,但随着更严厉的环境条例 的发展,某些多岩石山的州己经体验到受限制的回注能力。随着时间 的推移,日益需要替代性的产出水处置和处理方法。012简而言之,在本教导出现之前,生产清洁水的已知工艺还不能 足够有效地满足在不使用极端条件和显著的能量输入的情况下再生可 饮用水或有用水的长期需求,本教导解决和克服了所述长期需求
技术实现思路
013简单地说,在此描述了新的系统、工艺和方法,使用基于AltelaRainTM (可从Albuquerque, New Mexico 87106禾卩Englewood, Colorado 80111的Altela公司获得)的工艺(运载气体增湿/除湿HDH 或结露蒸发(dewvaporization)),该工艺能生产清洁水,这部分地源 于通过来自油气业的产出水所生成和测试的模型。本专利技术同样解决工 业污水处理并且一般对有效处理来自多个行业的污水所需的时间和成 本有利,行业范围遍及食品和酒类生产至具有新型增强效率的油气工 业本身。在没有薄膜、处于大气压或近大气压下且不需要预处理或后 处理的情况下,高效运载气体HDH热蒸馏起作用,并且规模经济影响 塑料或聚合物材料平台。根据当前教导同样改良包括由食品、酒类和 饮料行业生成的污水在内的工业污水。014根据本专利技术的特征,在此提供一种用于由污水生产清洁水的改 进方法,其包括以下步骤的组合确定具有水管理问题、约束或需求 的市场;为天然气和石油及矿物行业、脱盐、食品、酒类和饮料行业 以及其他工业污水处理等提供服务,所述服务涉及产出水处理、规章 许可、处理方案中的至少一项;通过AltelaRainTM技术工艺模仿自然降 雨循环,以生产更清洁的水、与生产更清洁的水相关的最终数据和工 业效率,因为所需的能量少于在已知的常压热蒸馏工艺中由污水生成 清洁水所用的能量的至少大约一半。015根据本专利技术的另一特征,在此提供一种使用运载气体增湿/除湿 工艺的增强方法,其包括以下步骤的组合提供一种从水中去除盐类、 剩油和其他污染物以便作为水净化技术安装并运行的系统,所述系统 能够每天运行24小时且每周运行7天;以比传统的产出水方法、脱盐 方法、食品、酒类及饮料行业的去污方法和其他工业污水处理方法更 低的成本运行所述系统;生产可用作分馏刺激材料及其他物件的净化 水;以及使所得到的水能够现场使用,由此消除关于所得到的水的运 输和远距离处理成本。具体实施例方式016PCT/US00/20396 (其被独占许可给本受让人)通过提出并批评 根据本方法集和工艺的前身的水处理而使能显著的投资回报,这些方7法集和工艺权衡(leverage off)关于蒸发海水并接着通过天气的力量将 海水转化成降雨的自然教导,同时获取冷凝的热量来重新用于蒸发循 环中。这通过减少的能量量来完成,从而它可以解决脱盐的问题,当 前该问题困扰着世界且在很多情况下仍然太昂贵。017微过滤(MF)、超细过滤(UF)、纳米过滤(NF)和反渗透 (RO)已经被用于处理产出水并且代表着试图用于净化产出水的最常 见技术。特别地,这些超过滤技术已经用作实现低TDS CBM产出水 以及传统气井产出水的卤水减少的手段。每种技术使用穿过薄膜的高 压来实现从产出水过滤污染物,将其浓縮成之后需要处理的废弃物流。018MF、 UF和NF抛弃比薄膜的孔尺寸大的污染物,而R0使用 比水中存在的盐类的渗透压高的操作压力来驱动纯净水穿过薄膜,从 而抛弃大多数盐类。通过薄膜的纯净水的流速与盐浓度、水温和净驱 动压力(由高压泵提供)相关。019在更高压力下,由于水通量的增加比溶质通量的增加更大,所 以渗透物质量提高。薄膜和支撑材料的物理强度限制实际最大操作压 力。所有的薄膜技术需要大量的电力,这在很多井站处通常不具备。020在气液分离中,选择性薄膜两侧的压力差可处理(本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种用于由污水生产清洁水的方法,其包括以下步骤的组合: 确定具有水管理问题、约束或需求的市场为目标; 为天然气和石油及采掘行业、脱盐、食品、酒类和饮料行业以及其他工业污水处理等提供服务,所述服务涉及产出水处理、规章许可、处理方案 中的至少一项; 通过AltelaRainTM技术工艺模仿自然降雨循环,以便 生产更清洁的水、与生产更清洁的水相关的最终数据和运行效率,因为所需的能量少于在已知的常压热蒸馏工艺中由污水生成清洁水所用能量的至少大约一半。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-9-22 60/826,7301. 一种用于由污水生产清洁水的方法,其包括以下步骤的组合确定具有水管理问题、约束或需求的市场为目标;为天然气和石油及采掘行业、脱盐、食品、酒类和饮料行业以及其他工业污水处理等提供服务,所述服务涉及产出水处理、规章许可、处理方案中的至少一项;通过AltelaRainTM技术工艺模仿自然降雨循环,以便生产更清洁的水、与生产更清洁的水相关的最终数据和运行效率,因为所需的能量少于在已知的常压热蒸馏工艺中由污水生成清洁水所用能量的至少大约一半。2. 根据权利要求1所述的方法,进一步包括以基于网络的格式 在互联网上并通过无线和有线支持系统中的至少一个选择性地公布所 述最终数据。3. 根据权利要求1或2所述的方法,进一步包括产生收入和权益 中的至少一个。4. 一种使用运载气体增湿/除湿工艺的方法,其包括以下步骤的组合.提供一种从水中去除盐类、剩油和其他污染物以便作为水净化技 术安装并运行的系统,所述系统能够每天运行24小时且每周运行7天;以比传统的生产水方法、脱盐方法、食品、酒类及饮料行业的去 污方法和其他工业废物处理方法等低的成本运行所述系统;生产可用作分馏刺激材料及其他物件的净化水;以及使所得到的水能够现场使用,由此消除所得到的水的运输和远距 离处理成本。5. 根据权利要求4所述的方法,进一步包括AltelaRainTM技术工 艺,根据该技术工艺通过蒸发和直接冷凝过程将产出水的负债转化成资产;并且热交换热动地模仿...

【专利技术属性】
技术研发人员:NA戈德歇尔MJ布鲁夫
申请(专利权)人:奥特拉公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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