Water from oil and gas fields may solve a blowdown challenge / L'acqua proveniente da giacimenti di petrolio e gas potrebbe risolvere una sfida di abbattimento
Water from oil and gas fields may solve a blowdown challenge / L'acqua proveniente da giacimenti di petrolio e gas potrebbe risolvere una sfida di abbattimento
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Lance Lin, civil and environmental engineering professor, is the lead investigator of a research project aiming to reduce the use of fresh water resources by the nation's power plants. / Lance Lin, professore di ingegneria civile e ambientale, è l'investigatore principale di un progetto di ricerca che mira a ridurre l'uso di risorse di acqua dolce da parte delle centrali elettriche della nazione. Credit: Paige Nesbit, WVU
At those types of power plants, water is used to cool down high-temperature steam from turbines in a heat exchanger. The warm water is circulated to cooling towers to eject the heat into the atmosphere. As the water reaches the cooling tower, some of it evaporates, creating white plumes that pour out of the towers. A portion of the water is retained and recirculated through the system.
I ricercatori della West Virginia University stanno osservando come l'acqua prodotta dalle operazioni di petrolio e gas può aiutare a pulire l'acqua utilizzata per raffreddare le centrali elettriche termiche.
Le centrali elettriche di tutto il paese utilizzano più di quattro volte acqua di tutte le case degli Stati Uniti e rappresentano il 41% dei prelievi totali di acqua, secondo i dati federali.
Ora, con l'aiuto di una sovvenzione del Dipartimento dell'Energia da 400.000 dollari, i ricercatori della West Virginia University mirano a massimizzare il riutilizzo dell'acqua e a ridurre le impronte chimiche ed energetiche derivanti dalla generazione termoelettrica.
In questi tipi di centrali elettriche, l'acqua viene utilizzata per raffreddare il vapore ad alta temperatura dalle turbine in uno scambiatore di calore. L'acqua calda viene fatta circolare sulle torri di raffreddamento per espellere il calore nell'atmosfera. Mentre l'acqua raggiunge la torre di raffreddamento, parte di essa evapora, creando pennacchi bianchi che si riversano fuori dalle torri. Una parte dell'acqua viene trattenuta e fatta ricircolare attraverso il sistema.
Man mano che l'acqua viene persa, i sali naturali presenti nell'acqua raggiungono concentrazioni che potrebbero danneggiare il sistema di raffreddamento. Di conseguenza, gli ingegneri di impianto eliminano questa "acqua di scarico", che spesso contiene sostanze chimiche come calcio e magnesio. Se lasciati soli, queste sostanze chimiche possono formare una crosta sulle superfici degli scambiatori di calore, influendo sull'efficacia dell'apparecchiatura.
Ma l'acqua di scarico deve essere trattata prima che possa essere rilasciata nell'ambiente o riutilizzata, un processo costoso in termini di requisiti chimici ed energetici.
I ricercatori dell'università stanno testando un processo che combinerebbe l'acqua di abbattimento con la cosiddetta "acqua prodotta" che proviene da pozzi di petrolio e gas in luoghi come la formazione di Marcellus in alcune parti della Virginia dell'Ovest.
Aggiungendo acqua prodotta all'acqua di scarico, il risultato è un'acqua abbastanza pulita da poter essere riutilizzata, hanno detto i ricercatori. Gli elementi nell'acqua di abbattimento si adattano perfettamente a quello che l'industria utilizza per rimuovere gli elementi di ridimensionamento nell'acqua prodotta. Lo schema potrebbe rendere meno costoso il trattamento o il riutilizzo dell'acqua prodotta, in quanto il personale dell'impianto userebbe un prodotto di scarto invece di prodotti chimici commerciali.
Il processo di trattamento proposto consiste in ammorbidenti, sostanze organiche e rimozione dei solidi sospesi, osmosi inversa, elettrolisi della salamoia e desalinizzazione termica. Il processo di trattamento può anche aiutare a produrre altri due prodotti, cloro e salamoia da 10 libbre. Il cloro agisce da disinfettante sull'acqua di ricircolo e controlla la crescita batterica nel sistema di ricircolo. E la salamoia da 10 libbre, nel frattempo, avrebbe applicazioni industriali tra cui addolcimento dell'acqua e fluidi petroliferi.
Il gruppo di ricerca raccoglierà acqua dalla centrale elettrica Longview da 2 miliardi di dollari, 700 megawatt vicino a Maidsville, West Virginia, e utilizzerà acqua prodotta da un'operazione di gas di scisto presso il parco industriale di Morgantown vicino all'università.
Researchers at West Virginia University are looking at how water produced from oil and gas operations can help clean water used to cool thermal electric power plants.
Power plants across the country use more than four times as much water as all U.S. homes and account for 41% of total water withdrawals, according to federal data.
Now, with the aid of a $400,000 Department of Energy grant, West Virginia University researchers aim to maximize water reuse and reduce chemical and energy footprints resulting from thermoelectric generation.
At those types of power plants, water is used to cool down high-temperature steam from turbines in a heat exchanger. The warm water is circulated to cooling towers to eject the heat into the atmosphere. As the water reaches the cooling tower, some of it evaporates, creating white plumes that pour out of the towers. A portion of the water is retained and recirculated through the system.
As water is lost, natural salts in the water reach concentrations that could foul the cooling system. As a result, plant engineers purge this "blowdown water," which often contains chemicals such as calcium and magnesium. If left alone, these chemicals can form scale on heat exchanger surfaces, affecting the equipment's effectiveness.
But blowdown water needs to be treated before it can be released back into the environment or reused, a costly process in terms of chemical and energy requirements.
The university researchers are testing a process that would combine blowdown water with so-called “produced water” that comes from oil and gas wells in places such as the Marcellus formation in parts of West Virginia.
By adding produced water to blowdown water, the result is water that is clean enough to reuse, the researchers said. Elements in blowdown water closely match what industry uses to remove scaling elements in produced water. The scheme could make treatment or reuse of produced water less expensive because plant personnel would use a waste product instead of commercial chemicals.
The proposed treatment process consists of softening, organics and suspended solids removal, reverse osmosis, brine electrolysis and thermal desalination. The treatment process also may help produce two other products, chlorine and 10-pound brine. The chlorine would act as a disinfectant on the recirculating water and control bacterial growth in the recirculation system. And the 10-pound brine, meanwhile, would have industrial applications including water softening and oilfield fluids.
The research team will collect water from the $2 billion, 700 megawatt Longview Power Plant near Maidsville, West Virginia, and use produced water from a shale gas operation at the Morgantown Industrial Park near the university.
ITALIANO
Le centrali elettriche di tutto il paese utilizzano più di quattro volte acqua di tutte le case degli Stati Uniti e rappresentano il 41% dei prelievi totali di acqua, secondo i dati federali.
Ora, con l'aiuto di una sovvenzione del Dipartimento dell'Energia da 400.000 dollari, i ricercatori della West Virginia University mirano a massimizzare il riutilizzo dell'acqua e a ridurre le impronte chimiche ed energetiche derivanti dalla generazione termoelettrica.
In questi tipi di centrali elettriche, l'acqua viene utilizzata per raffreddare il vapore ad alta temperatura dalle turbine in uno scambiatore di calore. L'acqua calda viene fatta circolare sulle torri di raffreddamento per espellere il calore nell'atmosfera. Mentre l'acqua raggiunge la torre di raffreddamento, parte di essa evapora, creando pennacchi bianchi che si riversano fuori dalle torri. Una parte dell'acqua viene trattenuta e fatta ricircolare attraverso il sistema.
Man mano che l'acqua viene persa, i sali naturali presenti nell'acqua raggiungono concentrazioni che potrebbero danneggiare il sistema di raffreddamento. Di conseguenza, gli ingegneri di impianto eliminano questa "acqua di scarico", che spesso contiene sostanze chimiche come calcio e magnesio. Se lasciati soli, queste sostanze chimiche possono formare una crosta sulle superfici degli scambiatori di calore, influendo sull'efficacia dell'apparecchiatura.
Ma l'acqua di scarico deve essere trattata prima che possa essere rilasciata nell'ambiente o riutilizzata, un processo costoso in termini di requisiti chimici ed energetici.
I ricercatori dell'università stanno testando un processo che combinerebbe l'acqua di abbattimento con la cosiddetta "acqua prodotta" che proviene da pozzi di petrolio e gas in luoghi come la formazione di Marcellus in alcune parti della Virginia dell'Ovest.
Aggiungendo acqua prodotta all'acqua di scarico, il risultato è un'acqua abbastanza pulita da poter essere riutilizzata, hanno detto i ricercatori. Gli elementi nell'acqua di abbattimento si adattano perfettamente a quello che l'industria utilizza per rimuovere gli elementi di ridimensionamento nell'acqua prodotta. Lo schema potrebbe rendere meno costoso il trattamento o il riutilizzo dell'acqua prodotta, in quanto il personale dell'impianto userebbe un prodotto di scarto invece di prodotti chimici commerciali.
Il processo di trattamento proposto consiste in ammorbidenti, sostanze organiche e rimozione dei solidi sospesi, osmosi inversa, elettrolisi della salamoia e desalinizzazione termica. Il processo di trattamento può anche aiutare a produrre altri due prodotti, cloro e salamoia da 10 libbre. Il cloro agisce da disinfettante sull'acqua di ricircolo e controlla la crescita batterica nel sistema di ricircolo. E la salamoia da 10 libbre, nel frattempo, avrebbe applicazioni industriali tra cui addolcimento dell'acqua e fluidi petroliferi.
Il gruppo di ricerca raccoglierà acqua dalla centrale elettrica Longview da 2 miliardi di dollari, 700 megawatt vicino a Maidsville, West Virginia, e utilizzerà acqua prodotta da un'operazione di gas di scisto presso il parco industriale di Morgantown vicino all'università.
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