JP2013180912A - Geothermal utilization system, method for synthesizing silicalite, and method for recovering lithium carbonate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a geothermal utilization system that recovers a silica component from hot water prior to return to the underground using a more simply structured silica recovery device to reduce silica concentration in the hot water and is capable of reducing disposal cost of the recovered silica component.SOLUTION: This geothermal utilization system 1 separates a geothermal fluid from a production well 8 into steam and hot water by a steam-water separator 2, drives a turbine utilizing separated steam to generate electricity, and returns separated hot water from a return well 21 to the underground. The system 1 includes: a surfactant addition means 26 for adding a surfactant; a solid matter collection means 28 for collecting precipitated solid matter; a silica recovery device 5 for recovering a silica component from separated hot water prior to return to the underground; and a silicalite synthesis furnace 6 for synthesizing silicalite from a templating agent and a silica component recovered by the silica recovery device 5.

Description

本発明は、生産井からの地熱流体を利用して発電を行う地熱利用システムに関するものである。   The present invention relates to a geothermal utilization system that generates electricity using a geothermal fluid from a production well.

近年、自然エネルギー利用発電が注目される中、地熱発電も注目されている。地熱発電は、地中から地熱流体を噴出させ、該噴出させた地熱流体から分離された水蒸気を用いてタービンを駆動させて発電するものである。従来の地熱発電プラントでは、発電に利用した地熱流体をそのまま還元井に戻す。   In recent years, geothermal power generation has attracted attention while natural energy-based power generation has attracted attention. In geothermal power generation, a geothermal fluid is ejected from the ground, and power is generated by driving a turbine using water vapor separated from the ejected geothermal fluid. In a conventional geothermal power plant, the geothermal fluid used for power generation is directly returned to the reduction well.

地熱流体には、一般的に溶融性シリカ（シリカモノマー）が数１００ｐｐｍの濃度で含まれている。シリカモノマーは、温度の低下に伴ってシリカポリマーに成長し、析出してシリカスケールとなり凝集する。シリカスケールは、地熱発電プラントを構成する熱水配管、タービン内部や環元井の閉塞の原因となるため、対策が求められている。   The geothermal fluid generally contains fusible silica (silica monomer) at a concentration of several hundred ppm. The silica monomer grows into a silica polymer as the temperature decreases and precipitates to become silica scale and agglomerate. Silica scale is a cause of blockage of hot water piping, turbine interiors, and ring wells constituting a geothermal power plant, and countermeasures are required.

特許文献１には、表面がプラスに帯電したγ−アルミナ担体及びカチオン系界面活性剤により地熱流体からポリケイ酸を回収する方法及装置が記載されている。   Patent Document 1 describes a method and apparatus for recovering polysilicic acid from a geothermal fluid by using a γ-alumina carrier having a positively charged surface and a cationic surfactant.

特許第４６２５１７７号公報（請求項１、段落［０００６］）Japanese Patent No. 4625177 (Claim 1, paragraph [0006])

特許文献１に記載の装置は、γ−アルミナ担体が数％、及びカチオン系界面活性剤が数１０ｐｐｍ必要である上、設備構成が複雑となる。よって、更なる設備の簡素化が求められる。また、特許文献１に記載のシリカ回収装置で回収されるシリカ成分は、そのままで処理をするには産業廃棄物となり、廃棄コストの負担が発生する。   The apparatus described in Patent Document 1 requires several percent of γ-alumina support and several tens of ppm of a cationic surfactant, and the equipment configuration is complicated. Therefore, further simplification of equipment is required. Further, the silica component recovered by the silica recovery device described in Patent Document 1 becomes industrial waste to be processed as it is, and a burden of disposal cost is generated.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、より単純な構成のシリカ回収装置を用いて、地下に還元される前の熱水中からシリカ成分を収集するとともに、収集したシリカ成分の廃棄コストを低減できる地熱利用システムを提供することを目的とする。   The present invention was made in view of such circumstances, and using a silica recovery device with a simpler configuration, the silica component was collected from the hot water before being reduced to the underground, and was collected. It aims at providing the geothermal utilization system which can reduce the disposal cost of a silica component.

上記課題を解決するために、本発明の地熱利用システムは以下の手段を採用する。
本発明は、生産井からの地熱流体を気水分離器により蒸気及び熱水に分離し、前記分離した蒸気を利用してタービンを駆動させ発電を行い、前記分離した熱水を還元井から地下に還元する地熱利用システムであって、界面活性剤を添加する界面活性剤添加手段、及び、沈降した固形物を収集する固形物収集手段を有し、地下に還元する前の前記分離した熱水からシリカ成分を回収するシリカ回収装置と、鋳型剤及び前記シリカ回収装置で回収されたシリカ成分からシリカライトを合成するシリカライト合成炉と、を備える地熱利用システムを提供する。 In order to solve the above problems, the geothermal utilization system of the present invention employs the following means.
The present invention separates a geothermal fluid from a production well into steam and hot water by a steam separator, and uses the separated steam to drive a turbine to generate power, and the separated hot water is underground from a reduction well. A geothermal heat utilization system for reducing the water before the reduction to the underground, comprising a surfactant addition means for adding a surfactant and a solid matter collection means for collecting the settled solid matter There is provided a geothermal utilization system comprising a silica recovery device that recovers a silica component from the silica, and a silicalite synthesis furnace that synthesizes silicalite from a templating agent and the silica component recovered by the silica recovery device.

上記発明によれば、シリカ回収装置を設けることにより、分離した熱水に含まれるシリカ成分を回収することができる。これにより、地下に還元される熱水に含有されるシリカ量が減少するため、還元井へのシリカの付着を抑制して還元井の閉塞を抑制し、還元井の追堀までの寿命を延長することができる。シリカ回収装置は、界面活性剤添加手段を有し、分離した熱水に界面活性剤を添加することができる。熱水に所定量の界面活性剤を含有させると、重合シリカが生成され、溶解性シリカ（シリカモノマー）と分離して沈降する。沈降した重合シリカは、固形物収集手段により収集され得る。また、シリカ回収装置は、溶解度差を用いてシリカ成分を分離するために熱水の温度を下げるシステムとは異なり、熱水の温度を下げることなくシリカ成分を回収可能であるため、熱水の温度を変化させる熱交換器も不要となり、配管や環元井へ流れる熱水に含まれる不純物の析出抑制に好ましい。   According to the said invention, the silica component contained in the isolate | separated hot water can be collect | recovered by providing a silica collection | recovery apparatus. As a result, the amount of silica contained in the hot water that is reduced to the underground is reduced, so that the silica is prevented from adhering to the reduction well to prevent the reduction well from clogging, and the life until the reduction well is dug up. can do. The silica recovery device has a surfactant addition means, and can add a surfactant to the separated hot water. When a predetermined amount of surfactant is contained in the hot water, polymerized silica is generated and separated from the soluble silica (silica monomer) and precipitated. The precipitated polymerized silica can be collected by solids collection means. In addition, unlike a system that lowers the temperature of hot water in order to separate the silica component using the difference in solubility, the silica recovery device can recover the silica component without lowering the temperature of hot water. A heat exchanger for changing the temperature is also unnecessary, which is preferable for suppressing precipitation of impurities contained in the hot water flowing to the piping and the ring well.

重合シリカは産業廃棄物であるため、そのままでは廃棄に新たに費用が発生するが、上記発明によれば、回収されたシリカ成分をシリカライト合成炉でシリカライトとすることができる。シリカライトは廃棄物ではなく、ゼオライト吸着剤として高価で市場に流通しており、有用で価値のある資源になるので、シリカライトの回収・運搬には新たな費用を発生させずに、さらには利益を発生することも可能となる。   Since the polymerized silica is an industrial waste, if it is used as it is, a new cost is generated for disposal. However, according to the above invention, the recovered silica component can be converted into silicalite in a silicalite synthesis furnace. Silicalite is not a waste, but is an expensive and commercially available zeolite adsorbent, making it a useful and valuable resource. Profits can also be generated.

上記発明の一態様において、前記界面活性剤添加手段から添加される界面活性剤が、カチオン高分子化合物であることが好ましい。   In one aspect of the invention described above, the surfactant added from the surfactant addition means is preferably a cationic polymer compound.

界面活性剤としてカチオン高分子化合物を選定することで、他の界面活性剤を用いた場合と比較して少ない使用量でシリカ成分を回収することが可能となる。   By selecting the cationic polymer compound as the surfactant, it is possible to recover the silica component with a small amount of use compared to the case where other surfactant is used.

上記発明の一態様において、前記シリカライト合成炉の反応熱源として、前記生産井からの地熱流体を利用した加熱手段を有することが好ましい。   In one aspect of the invention described above, it is preferable that a heating means using a geothermal fluid from the production well is provided as a reaction heat source of the silicalite synthesis furnace.

シリカ成分と鋳型剤との合成反応において、反応温度は１５０℃程度が適温とされている。生産井からの地熱流体は、一般に１５０℃以上であるため、これを利用することで、別途加熱手段を設けずに、シリカライト合成を促進させることができる。   In the synthesis reaction of the silica component and the templating agent, the reaction temperature is about 150 ° C. Since the geothermal fluid from the production well is generally 150 ° C. or higher, it is possible to promote the synthesis of silicalite without using a separate heating means.

上記発明の一態様において、前記鋳型剤が、結晶化調整剤または構造規定剤であることが好ましい。   In one aspect of the invention, the templating agent is preferably a crystallization modifier or a structure directing agent.

上記発明の一態様において、地熱利用システムは、マンガン酸化物を用いたイオン交換酸化物法により前記シリカ回収装置を経由した熱水からリチウムを炭酸リチウムとして回収するリチウム回収装置を更に備え、前記リチウム回収装置が、前記シリカ回収装置を経由した熱水にマンガン酸化物を添加し、前記熱水からリチウムマンガン酸化物を生成させるマンガン酸化物添加手段と、前記リチウムマンガン酸化物に炭酸ナトリウムを添加する炭酸ナトリウム添加手段と、沈降した固形物を収集する固形物収集手段と、を備えることが好ましい。   In one aspect of the invention, the geothermal utilization system further includes a lithium recovery device that recovers lithium as lithium carbonate from hot water that has passed through the silica recovery device by an ion exchange oxide method using manganese oxide, The recovery device adds manganese oxide to hot water that has passed through the silica recovery device, and adds manganese oxide to produce lithium manganese oxide from the hot water, and adds sodium carbonate to the lithium manganese oxide It is preferable to include a sodium carbonate addition means and a solid matter collecting means for collecting the precipitated solid matter.

さらに、地熱流体には、一般的にリチウムなど希少金属が数１０ｐｐｍから数１００ｐｐｍの濃度で含まれ、例えば海水より桁違いに高い濃度である。
地熱流体から分離した熱水から直接にイオン交換酸化物法を用いてリチウムを回収しようとすると、シリカ成分が多く含まれるため高濃度シリカが同時に析出してリチウムの回収が困難となる。上記発明の一態様によれば、シリカ回収装置を経由した熱水は、シリカ成分が大きく除去されているため、リチウムを容易に回収することが可能となる。また、イオン交換酸化物法は、熱水の温度を下げることなく実施できるため、熱水の温度を変化させる熱交換器も不要でとなり、配管や環元井へ流れる熱水に含まれる不純物の析出抑制に好ましい。また、イオン交換酸化物法は、リチウムの回収率が高いという利点がある。 Furthermore, the rare earth metal such as lithium is generally contained in the geothermal fluid at a concentration of several tens ppm to several hundred ppm, and is, for example, an order of magnitude higher than seawater.
If lithium is directly recovered from hot water separated from the geothermal fluid using the ion-exchange oxide method, a high concentration of silica is precipitated at the same time because of the large amount of silica components, making it difficult to recover lithium. According to one embodiment of the present invention, the hot water that has passed through the silica recovery device has the silica component largely removed, and thus lithium can be easily recovered. In addition, since the ion-exchange oxide method can be carried out without lowering the temperature of hot water, a heat exchanger that changes the temperature of hot water is not necessary, and impurities contained in hot water flowing to pipes and ring wells are eliminated. It is preferable for suppressing precipitation. Further, the ion exchange oxide method has an advantage that the recovery rate of lithium is high.

上記発明の一態様において、前記気水分離器が、界面活性剤を添加する界面活性剤添加手段、及び、沈降した固形物を収集する固形物収集手段を備えていても良い。   1 aspect of the said invention WHEREIN: The said steam separator may be equipped with the surfactant addition means which adds surfactant, and the solid substance collection means which collects the settled solid substance.

上記発明の一態様によれば、気水分離器は、生産井からの地熱流体を蒸気及び熱水に気水分離するだけでなく、生産井からの地熱流体からシリカ成分を除くことができる。それにより、タービンへ導入する水蒸気からシリカ成分を削減できるため、タービンのノズルや翼、シール部分に付着しやすかったシリカスケールの発生を大きく抑制することが可能となり、メンテナンス周期や部品交換寿命を延長することが可能となる。   According to one aspect of the invention, the steam separator can not only separate the geothermal fluid from the production well into steam and hot water, but also remove the silica component from the geothermal fluid from the production well. As a result, the silica component can be reduced from the water vapor introduced into the turbine, greatly reducing the generation of silica scale that tends to adhere to the nozzles, blades and seals of the turbine, extending the maintenance cycle and component replacement life. It becomes possible to do.

また、本発明は、生産井からの地熱流体を気水分離器により蒸気及び熱水に分離し、前記分離した蒸気を利用してタービンを駆動させ発電を行い、前記分離した熱水を還元井から地下に還元する地熱利用システムにおいてシリカライトを合成する方法であって、界面活性剤を添加する界面活性剤添加ステップ、及び、沈降した固形物を収集する固形物収集ステップを有し、地下に還元する前の前記分離した熱水からシリカ成分を回収するシリカ回収工程と、鋳型剤、及び、前記シリカ回収工程で回収されたシリカ成分を、前記生産井からの地熱流体を利用した加熱手段により加熱し、シリカライトを合成する合成工程と、を備えるシリカライト合成方法を提供する。   Further, the present invention separates the geothermal fluid from the production well into steam and hot water by a steam separator, and uses the separated steam to drive a turbine to generate power, and the separated hot water is used as a reduction well. A method for synthesizing silicalite in a geothermal utilization system that reduces to underground, comprising a surfactant addition step for adding a surfactant, and a solids collection step for collecting settled solids, The silica recovery step for recovering the silica component from the separated hot water before reduction, the templating agent, and the silica component recovered in the silica recovery step are heated by a heating means using a geothermal fluid from the production well. And a synthesis step of synthesizing silicalite by heating.

また、本発明は、生産井からの地熱流体を気水分離器により蒸気及び熱水に分離し、前記分離した蒸気を利用してタービンを駆動させ発電を行い、前記分離した熱水を還元井から地下に還元する地熱利用システムにおいて炭酸リチウムを回収する方法であって、マンガン酸化物を用いたイオン交換酸化物法により、請求項７に記載のシリカ回収工程を経た熱水からリチウムを炭酸リチウムとして回収するリチウム回収工程を備え、前記リチウム回収工程が、前記シリカ回収工程を経た熱水にマンガン酸化物を添加し、前記熱水からリチウムマンガン酸化物を生成させるマンガン酸化物添加ステップと、前記リチウムマンガン酸化物に炭酸ナトリウムを添加する炭酸ナトリウム添加ステップと、沈降した固形物を収集する固形物収集ステップと、を備える炭酸リチウム回収方法を提供する。   Further, the present invention separates the geothermal fluid from the production well into steam and hot water by a steam separator, and uses the separated steam to drive a turbine to generate power, and the separated hot water is used as a reduction well. A method for recovering lithium carbonate in a geothermal utilization system that reduces to the ground, wherein lithium carbonate is extracted from hot water having undergone the silica recovery step according to claim 7 by an ion exchange oxide method using manganese oxide. A lithium recovery step for recovering as described above, wherein the lithium recovery step adds manganese oxide to the hot water that has undergone the silica recovery step, and generates a manganese oxide from the hot water; A sodium carbonate addition step of adding sodium carbonate to lithium manganese oxide, and a solids collection step of collecting precipitated solids; Providing lithium carbonate recovery method comprising.

本発明によれば、シリカ回収装置を設けることで、還元井へのシリカの付着を抑制することができる。それにより、還元井の寿命を延ばすことが可能となる。回収されたシリカは、シリカライト合成炉でシリカライトとされ、有用な資源となる。
本発明の一態様によれば、シリカ回収装置の後段にリチウム回収装置を設けることで、回収されたリチウムは有用な資源となる。
本発明の一態様によれば、シリカ回収装置を気水分離器に設けることで、タービン内部へのシリカスケールの発生を大きく抑制が可能となり、メンテナンス周期や部品交換寿命を延長することができる。 According to the present invention, by providing a silica recovery device, it is possible to suppress silica from adhering to the reduction well. Thereby, it is possible to extend the life of the reduction well. The recovered silica is converted to silicalite in the silicalite synthesis furnace and becomes a useful resource.
According to one embodiment of the present invention, the recovered lithium becomes a useful resource by providing the lithium recovery device in the subsequent stage of the silica recovery device.
According to one aspect of the present invention, by providing the silica recovery device in the steam separator, generation of silica scale in the turbine can be greatly suppressed, and the maintenance cycle and component replacement life can be extended.

第１実施形態に係る地熱利用システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the geothermal utilization system which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態に係る地熱利用システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the geothermal utilization system which concerns on 2nd Embodiment.

以下に、本発明に係る地熱利用システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
〔第１実施形態〕
図１に、本実施形態に係る地熱利用システム１の概略構成図を示す。地熱利用システム１は、気水分離器２、第１発電部３、第２発電部４、シリカ回収装置５、及びシリカライト合成炉６を備えている。また、地熱利用システム１は、シリカ回収装置５の後段にリチウム回収装置７が設けられていることが好ましい。 Hereinafter, an embodiment of a geothermal utilization system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
In FIG. 1, the schematic block diagram of the geothermal utilization system 1 which concerns on this embodiment is shown. The geothermal utilization system 1 includes a steam / water separator 2, a first power generation unit 3, a second power generation unit 4, a silica recovery device 5, and a silicalite synthesis furnace 6. Moreover, it is preferable that the geothermal utilization system 1 is provided with a lithium recovery device 7 subsequent to the silica recovery device 5.

気水分離器２は、生産井８から噴出した地熱流体（蒸気及び熱水）を、蒸気及び熱水に分離する。生産井８から噴出した地熱流体の温度は、１５０℃以上とされる。分離された蒸気は、第１発電部３へと導かれる。分離された熱水は、第２発電部４へと導かれる。   The steam separator 2 separates the geothermal fluid (steam and hot water) ejected from the production well 8 into steam and hot water. The temperature of the geothermal fluid ejected from the production well 8 is set to 150 ° C. or higher. The separated steam is guided to the first power generation unit 3. The separated hot water is guided to the second power generation unit 4.

第１発電部３は、蒸気タービン９、復水器１０、及び冷却塔１１から構成されている。気水分離器２で分離された蒸気は、まず、蒸気タービン９内へと導かれ、タービンを駆動させて発電を行う。仕事を終えて蒸気タービン９を出た蒸気は、復水器１０において凝縮されて復水となった後、冷却塔１１へと送られ更に冷却される。冷却塔１１からの排水は、復水器９における冷却用の散水として使用される。   The first power generation unit 3 includes a steam turbine 9, a condenser 10, and a cooling tower 11. The steam separated by the steam separator 2 is first guided into the steam turbine 9 to generate power by driving the turbine. After finishing the work, the steam exiting the steam turbine 9 is condensed in the condenser 10 to become condensate, and then sent to the cooling tower 11 to be further cooled. Drainage from the cooling tower 11 is used as watering for cooling in the condenser 9.

第２発電部４は、蒸発器１２、熱媒タンク１３、熱媒蒸気タービン１４、復水器１５、及び冷却塔１６から構成されている。蒸発器１２には熱媒タンク１３より熱媒１７が供給される。熱媒１７は、分離された熱水の熱により蒸発可能な低沸点媒体とされる。熱媒１７の大気圧での沸点は７０℃〜１００℃程度とされる。熱媒１７としてはイソペンタン、アンモニア、またはフルオロカーボンなどが使用できる。気水分離器２で分離された熱水は蒸発器１２の熱水経路１８へと導かれ、蒸発器１２内にある熱媒１７を蒸発させる。蒸発した熱媒は、熱媒蒸気タービン１４内へと導かれ、タービンを駆動させて発電を行う。復水器１５中には冷却水循環経路１９が設けられている。仕事を終えて熱媒蒸気タービンを出た熱媒蒸気は、復水器１５において凝縮された後、熱媒タンク１７へと戻される。冷却塔１６では、冷却水循環経路１９に供給するための冷却水が冷却されている。冷却水は、ポンプ２０により冷却塔１６から冷却水循環経路１９へと送られる。   The second power generation unit 4 includes an evaporator 12, a heat medium tank 13, a heat medium steam turbine 14, a condenser 15, and a cooling tower 16. A heating medium 17 is supplied from the heating medium tank 13 to the evaporator 12. The heat medium 17 is a low boiling point medium that can be evaporated by the heat of the separated hot water. The boiling point of the heating medium 17 at atmospheric pressure is about 70 ° C to 100 ° C. As the heat medium 17, isopentane, ammonia, fluorocarbon, or the like can be used. The hot water separated by the steam / water separator 2 is guided to the hot water path 18 of the evaporator 12 to evaporate the heat medium 17 in the evaporator 12. The evaporated heat medium is guided into the heat medium steam turbine 14 to drive the turbine to generate power. A cooling water circulation path 19 is provided in the condenser 15. The heat medium steam that has finished work and exits the heat medium steam turbine is condensed in the condenser 15 and then returned to the heat medium tank 17. In the cooling tower 16, cooling water to be supplied to the cooling water circulation path 19 is cooled. The cooling water is sent from the cooling tower 16 to the cooling water circulation path 19 by the pump 20.

蒸発器１２の熱水経路１８の出口には、環元井２１を介して地下に熱水を環元するための環元経路２２が接続されている。熱水経路１８の出口における熱水（温水）の温度は、熱回収の観点からは極力低い温度としたいところであるが、シリカの含有量により変わり、本実施形態ではシリカスケールの析出抑制のためには、１０６℃程度以上であることが好ましい。上記温度とすることで、環元経路２２（配管）及び還元井２１でのシリカスケールの発生を抑制しながら、熱水（温水）の温度エネルギーを利用することができる。   An outlet path 22 for circulating hot water underground is connected to the outlet of the hot water path 18 of the evaporator 12 through a ring well 21. The temperature of the hot water (warm water) at the outlet of the hot water path 18 is intended to be as low as possible from the viewpoint of heat recovery. However, the temperature varies depending on the silica content, and in this embodiment, for suppressing the precipitation of silica scale. Is preferably about 106 ° C. or higher. By setting it as the said temperature, the temperature energy of hot water (hot water) can be utilized, suppressing generation | occurrence | production of the silica scale in the ring origin path | route 22 (pipe) and the reduction | restoration well 21. FIG.

環元経路２２は途中で分岐され、地下に還元する前の熱水（温水）をシリカ回収装置５へと導くことができる。分岐部Ｂにはバルブ２３が設けられており、熱水（温水）の流路を切り替えることができる。分岐部Ｂとシリカ回収装置５との間には、熱交換部２４が設けられていてもよい。熱交換部２４によって、シリカ回収装置５から排出さる熱水（温水）を熱交換により適宜加熱することで、熱水（温水）に残存するシリカ成分によるシリカスケールの発生を大幅に抑制することが可能である。   The ring route 22 is branched in the middle, and hot water (hot water) before being reduced to the underground can be guided to the silica recovery device 5. The branch part B is provided with a valve 23, and the flow path of hot water (hot water) can be switched. Between the branch part B and the silica collection | recovery apparatus 5, the heat exchange part 24 may be provided. By appropriately heating the hot water (warm water) discharged from the silica recovery device 5 by heat exchange by the heat exchanging unit 24, the generation of silica scale due to the silica component remaining in the hot water (warm water) can be significantly suppressed. Is possible.

シリカ回収装置５は、熱水貯留容器２５、界面活性剤添加手段２６、撹拌手段２７、及び固形物収集手段２８から構成されている。界面活性剤添加手段２６には界面活性剤が収容されており、熱水貯留容器２５内に所定量の界面活性剤を添加することができる。界面活性剤は、溶解性シリカの重合を促進させ得る化合物であり、カチオン高分子化合物が選択されることが好ましい。カチオン高分子化合物は、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（商品名：シャロール（登録商標） ＤＣ−９０２Ｐなど）などとされる。   The silica recovery device 5 includes a hot water storage container 25, a surfactant addition unit 26, a stirring unit 27, and a solid collection unit 28. The surfactant adding means 26 contains a surfactant, and a predetermined amount of the surfactant can be added into the hot water storage container 25. The surfactant is a compound that can promote polymerization of soluble silica, and a cationic polymer compound is preferably selected. The cationic polymer compound is polydiallyldimethylammonium chloride (trade name: Charol (registered trademark) DC-902P or the like).

撹拌手段２７は、撹拌翼などとされ、熱水貯留容器２５内に導かれた熱水（温水）を撹拌可能に設けられている。   The stirring means 27 is a stirring blade or the like, and is provided so as to be able to stir hot water (hot water) guided into the hot water storage container 25.

固形物収集手段２８は、複数の回転部材２９と網状ベルト３０とを備えるコンベアなどとされる。網状ベルト３０は複数の回転部材２９の周りに配置され、回転部材２９を回転させることにより移動してゆくことができる。網状ベルト３０は、腐食性の優れたステンレス系材料や、耐食性と高温耐久性を有するエンジニアリングプラスチック材（テフロン、ＰＥＥＫなど）で表面を保護したものなどとされる。複数の回転部材２９は、熱水貯留容器２５内に導かれた熱水（温水）中に生成された固形物が網状ベルト３０上に堆積付着でき、且つ、堆積付着した固形物を熱水貯留容器２５外へと運び出せるよう配置されている。   The solid material collecting means 28 is a conveyor or the like including a plurality of rotating members 29 and a mesh belt 30. The mesh belt 30 is disposed around the plurality of rotating members 29 and can be moved by rotating the rotating members 29. The mesh belt 30 is made of a stainless steel material having excellent corrosiveness or a material whose surface is protected by an engineering plastic material (such as Teflon or PEEK) having corrosion resistance and high temperature durability. The plurality of rotating members 29 are capable of depositing and adhering the solid matter generated in the hot water (hot water) guided into the hot water storage container 25 on the mesh belt 30, and storing the adhering solid matter in the hot water. It arrange | positions so that it can carry out to the container 25 outside.

シリカ回収装置５に導かれた熱水（温水）は、熱水貯留容器２５内にプールされる。プールされた熱水（温水）は、所定濃度の界面活性剤が含有されるよう界面活性剤添加手段２６から界面活性剤が添加されるとともに、撹拌手段２７により穏やかに撹拌されて界面活性剤が全体に行き届くようにする。これにより、熱水（温水）に含まれる溶解性シリカから重合シリカが生成される。凝集した重合シリカは、固形物として熱水（温水）中で沈殿し、熱水貯留容器床面を移動する網状ベルト３０に堆積付着する。堆積付着した重合シリカは、熱水貯留容器２５外へと搬送され、乾燥させる。網状ベルト３０に堆積付着した乾燥した重合シリカは、振動を加える、または、ヘラ上のものでそぎ取ることで容易に回収することができる。固形のシリカ成分が収集された後、熱水（温水）はシリカ回収装置５から排出される。
固形のシリカ成分収集と、シリカ回収装置５からの熱水（温水）排出は、所定の時間（数１０分から１時間程度）毎にバッチ式運用を行っても良いし、所定の滞在時間（数１０分から１時間程度）を得られるような流量で排出されても良い。熱水貯留容器２５内のプールできる容積は、所定時間もしくは所定滞在時間を設けることが出来るような大きな容積を保有し、本実施形態では数１００ｔｏｎの熱水貯留容積となるよう、複数系統のシリカ回収装置５で構成している。 Hot water (hot water) guided to the silica recovery device 5 is pooled in the hot water storage container 25. Surfactant is added to the pooled hot water (warm water) from the surfactant addition means 26 so that a predetermined concentration of the surfactant is contained, and the surfactant is gently stirred by the stirring means 27 to remove the surfactant. Try to reach the whole. Thereby, a polymerization silica is produced | generated from the soluble silica contained in hot water (warm water). The agglomerated polymerized silica is precipitated in hot water (hot water) as a solid, and is deposited and adhered to the mesh belt 30 moving on the floor surface of the hot water storage container. The deposited and attached polymerized silica is transported out of the hot water storage container 25 and dried. The dried polymerized silica deposited and adhered to the mesh belt 30 can be easily recovered by applying vibrations or scraping with a spatula. After the solid silica component is collected, hot water (hot water) is discharged from the silica recovery device 5.
The solid silica component collection and the hot water (hot water) discharge from the silica recovery device 5 may be performed in batch mode every predetermined time (several tens of minutes to about 1 hour), or a predetermined residence time (several It may be discharged at such a flow rate as to obtain 10 minutes to 1 hour). The volume that can be pooled in the hot water storage container 25 has a large volume that can provide a predetermined time or a predetermined staying time. In this embodiment, a plurality of systems of silica are provided so as to have a hot water storage volume of several hundred tons. The collection device 5 is used.

また、所定濃度の界面活性剤の添加としては、例えば、シリカが約５００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍ含まれている地下に還元する前の熱水（温水）（１００℃〜１１０℃）をシリカ回収装置５内に導く。熱水貯留容器２５内の熱水（温水）に、界面活性剤濃度が１０ｐｐｍ〜２０ｐｐｍとなるようシャロール ＤＣ−９０２Ｐを添加し、撹拌すると、約３０％の回収率でシリカ成分（重合シリカ）を回収できる。なお、シャロール ＤＣ−９０２Ｐは、１０ｐｐｍ〜２０ｐｐｍ程度で回収率が飽和する。   Moreover, as addition of surfactant of predetermined density | concentration, the hot water (warm water) (100 degreeC-110 degreeC) before reduce | restoring to the underground in which about 500 ppm-1000 ppm of silica is contained in the silica collection | recovery apparatus 5, for example Lead. When SHAROL DC-902P is added to the hot water (hot water) in the hot water storage container 25 so that the surfactant concentration becomes 10 ppm to 20 ppm and stirred, the silica component (polymerized silica) is recovered at a recovery rate of about 30%. Can be recovered. The recovery rate of Charol DC-902P is saturated at about 10 ppm to 20 ppm.

シリカ回収装置５から排出された熱水（温水）は、ポンプ３１などによりリチウム回収装置７に導かれることが好ましい。リチウム回収装置７は、熱水貯留容器３２、マンガン酸化物添加手段３３、撹拌手段３４、熱水貯留容器４２、ＨＣｌ添加手段４３、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）添加手段４４、撹拌手段４５、及び固形物収集手段４８から構成されている。マンガン酸化物添加手段３３は、熱水貯留容器４２に接続されており、熱水貯留容器４２で含まれるマンガン酸化物を熱水貯留容器３２内に添加することができる。撹拌手段３４は、撹拌翼などとされ、熱水貯留容器３２内に導かれた熱水（温水）を撹拌可能に設けられている。 The hot water (hot water) discharged from the silica recovery device 5 is preferably guided to the lithium recovery device 7 by a pump 31 or the like. The lithium recovery device 7 includes a hot water storage container 32, a manganese oxide addition means 33, a stirring means 34, a hot water storage container 42, an HCl addition means 43, a sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) addition means 44, a stirring means 45, And solids collecting means 48. The manganese oxide adding means 33 is connected to the hot water storage container 42, and can add manganese oxide contained in the hot water storage container 42 into the hot water storage container 32. The stirring means 34 is a stirring blade or the like, and is provided so that hot water (hot water) guided into the hot water storage container 32 can be stirred.

固形物収集手段４８は、複数の回転部材４６、および網状ベルト４７を備えたコンベアなどとされる。網状ベルト４７は複数の回転部材４６の周りに配置され、回転部材４６を回転させることにより移動してゆくことができる。網状ベルト４７は、腐食性の優れたステンレス系材料や、耐食性及び高温耐久性を有するエンジニアリングプラスチック材（テフロン、ＰＥＥＫなど）で表面を保護したものなどとされる。複数の回転部材４６は、熱水貯留容器４２内に導かれた熱水（温水）中に生成された固形物が網状ベルト４７上に堆積付着でき、且つ、堆積付着した固形物を熱水貯留容器４２外へと運び出せるよう配置されている。
前段階で、シリカ回収装置５でシリカ成分が回収され、溶融シリカが大幅に減縮されているので、リチウム回収装置７では、シリカ成分の析出による阻害が少なく安定してリチウムの回収を行うことができる。 The solid material collecting means 48 is a conveyor provided with a plurality of rotating members 46 and a mesh belt 47. The mesh belt 47 is arranged around the plurality of rotating members 46, and can move by rotating the rotating members 46. The mesh belt 47 is made of a stainless steel material excellent in corrosiveness or a material whose surface is protected by an engineering plastic material (such as Teflon or PEEK) having corrosion resistance and high temperature durability. The plurality of rotating members 46 are capable of depositing and adhering solid matter generated in the hot water (hot water) guided into the hot water storage container 42 on the mesh belt 47, and storing the adhering solid matter in the hot water. It arrange | positions so that it can carry out to the container 42 outside.
In the previous stage, the silica component is recovered by the silica recovery device 5 and the fused silica is greatly reduced. Therefore, the lithium recovery device 7 can stably recover lithium with little inhibition due to the precipitation of the silica component. it can.

リチウム回収装置７に導かれた熱水（温水）は、熱水貯留容器３２内にプールされ、イオン交換酸化物法によりリチウムマンガン酸化物として吸収する。
詳細には、プールされた熱水（温水）は、所定濃度のマンガン酸化物（Ｈ＋ＭｎＯｘ）がマンガン酸化物添加手段３３により添加されるとともに、撹拌手段３４により穏やかに撹拌されＨ＋ＭｎＯｘが全体に行き届くようにする。これにより、反応式（１）が生じ、熱水（温水）に含まれるリチウムからリチウムマンガン酸化物（Ｌｉ＋ＭｎＯｘ）を形成して沈殿する。
Ｌｉ＋＋Ｈ＋ＭｎＯｘ→Ｌｉ＋ＭｎＯｘ＋Ｈ＋・・・（１）
沈殿したＬｉ＋ＭｎＯｘは熱水貯留容器４２にバルブ４１を動作させて移動し、炭酸リチウムとして安定化させて回収される。詳細には、プールされた熱水（温水）は、所定濃度のＮａ２ＣＯ３が含有されるよう炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）添加手段４４からＮａ２ＣＯ３が添加されるとともに、撹拌手段４５により穏やかに撹拌されＮａ２ＣＯ３が全体に行き届くようにする。また、Ｌｉ＋ＭｎＯｘはＨＣｌを添加して、Ｈ＋ＭｎＯｘと再分離して、その後に炭酸リチウムとして回収される。これにより、反応式（２）及び反応式（３）が生じ、熱水（温水）に含まれるリチウムから炭酸リチウムとして安定化させて回収される。
Ｌｉ＋ＭｎＯｘ＋ＨＣｌ→Ｈ＋ＭｎＯｘ＋Ｌｉ＋＋Ｃｌ−・・・（２）
２Ｌｉ＋＋２Ｃｌ−＋Ｎａ２ＣＯ３→Ｌｉ２ＣＯ３＋２ＮａＣｌ・・・（３） Hot water (warm water) guided to the lithium recovery device 7 is pooled in the hot water storage container 32 and absorbed as lithium manganese oxide by an ion exchange oxide method.
Specifically, the pooled hot water (warm water) is added with manganese oxide (H + MnO x ) having a predetermined concentration by the manganese oxide addition means 33 and gently stirred by the stirring means 34 to be H + MnO. Make sure x reaches the whole. Thus, the reaction formula (1) occurs, precipitates of lithium contained in the hot water (hot water) to form a lithium manganese oxide (Li + MnO x).
Li + + H + MnO x → Li + MnO x + H + (1)
Precipitated Li + MnO x moves to the hot water storage container 42 by operating the valve 41 and is stabilized and recovered as lithium carbonate. Specifically, it pooled hot water (hot water), together with Na 2 CO 3 is added from Na 2 sodium carbonate to CO 3 is contained (Na 2 CO 3) adding means 44 of a predetermined concentration, stirring means Gently agitated by 45 to ensure complete Na 2 CO 3 . Further, Li + MnO x is re-separated from H + MnO x by adding HCl, and then recovered as lithium carbonate. Thereby, Reaction formula (2) and Reaction formula (3) arise, and it stabilizes and collect | recovers as lithium carbonate from the lithium contained in hot water (warm water).
Li + MnO x + HCl → H + MnO x + Li + + Cl − (2)
2Li + + 2Cl − + Na 2 CO 3 → Li 2 CO 3 + 2NaCl (3)

上記で生成された炭酸リチウムは、固形物として熱水（温水）中で沈殿し、熱水貯留容器床面を移動する網状ベルト４７に堆積付着する。堆積付着した炭酸リチウムは、熱水貯留容器４２外に搬送し、乾燥させる。乾燥させた網状ベルト４７に堆積付着した炭酸リチウムは、振動を加える、または、ヘラ上のものでそぎ取ることで容易に回収することができる。炭酸リチウムが収集された後、熱水（温水）はリチウム回収装置７から排出される。
また、Ｌｉ＋ＭｎＯｘにＨＣｌを添加して再分離したＨ＋ＭｎＯｘはマンガン酸化物添加手段３３より熱水貯留容器３２に回送される。また、ＮａＣｌは環境に問題なければ還元井２１から地中に戻してもよいし、ろ過装置で分離回収してもよい。
リチウム回収装置７からの熱水（温水）排出は、所定の時間（数１０分程度）毎にバッチ式運用を行っても良いし、所定の滞在時間（数１０分程度）を得られるような流量で排出されても良い。熱水貯留容器３２、４２のプールできる容積は、所定時間もしくは所定滞在時間を設けることが出来るような大きな容積を保有し、本実施形態では数１０ｔｏｎの熱水貯留容積となるよう、複数系統のリチウム回収装置７で構成している。 The lithium carbonate produced as described above precipitates in hot water (hot water) as a solid, and deposits and adheres to the mesh belt 47 that moves on the floor surface of the hot water storage container. The deposited lithium carbonate is transported out of the hot water storage container 42 and dried. The lithium carbonate deposited and adhered to the dried mesh belt 47 can be easily recovered by applying vibration or scraping with a spatula. After the lithium carbonate is collected, hot water (hot water) is discharged from the lithium recovery device 7.
Further, H + MnO x re-separated by adding HCl to Li + MnO x is sent from the manganese oxide addition means 33 to the hot water storage container 32. Further, NaCl may be returned from the reduction well 21 to the ground if there is no problem in the environment, or may be separated and recovered by a filtration device.
The hot water (hot water) discharge from the lithium recovery device 7 may be performed in batch mode every predetermined time (several tens of minutes), or a predetermined staying time (several tens of minutes) may be obtained. It may be discharged at a flow rate. The poolable capacity of the hot water storage containers 32 and 42 has a large volume that can provide a predetermined time or a predetermined staying time, and in this embodiment, the hot water storage capacity is several tens of tons. The lithium recovery device 7 is used.

リチウム回収装置７から排出された熱水（温水）は、熱交換部２４により適宜加温した後、還元経路２２の分岐部Ｂよりも下流側へと送られる。環元経路２２に送られる熱水（温水）の溶融性シリカの濃度は大幅に減少しているが、その熱水（温水）の温度はシリカ成分がスケール化しないよう９０℃から１０５℃程度が好ましい。なお、熱水の加温は、生産井８から噴出される地熱流体を加えて行われても良い。   The hot water (warm water) discharged from the lithium recovery device 7 is appropriately heated by the heat exchange unit 24 and then sent to the downstream side of the branching part B of the reduction path 22. The concentration of meltable silica in hot water (warm water) sent to the ring route 22 is greatly reduced, but the temperature of the hot water (warm water) is about 90 ° C to 105 ° C so that the silica component does not scale. preferable. Note that the hot water may be heated by adding a geothermal fluid ejected from the production well 8.

例えば、リチウムが約３０ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ含まれているシリカ回収装置から排出された熱水（温水）をリチウム回収装置７内に導く。熱水貯留容器３２内の熱水（温水）に、イオン交換酸化物法によりリチウムマンガン酸化物として吸収することで、Ｌｉの回収率を向上させ、Ｎａ２ＣＯ３を適量添加し、緩やかに撹拌すると、約６０％の回収率でリチウムを回収できる。
リチウムの回収にはイオン交換樹脂を利用するものがあるが、熱水（温水）を冷却してイオン交換樹脂のダメージを抑制する必要があるので、この際に残留している溶融性シリカが析出してイオン交換樹脂の性能を低下させるとともに寿命を短縮する。これに対して本実施形態は熱水（温水）のままでリチウムを回収することができるので、残留している溶融性シリカの析出がなく好ましい。 For example, hot water (hot water) discharged from a silica recovery device containing about 30 ppm to 100 ppm of lithium is introduced into the lithium recovery device 7. By absorbing the hot water (hot water) in the hot water storage container 32 as lithium manganese oxide by the ion exchange oxide method, the recovery rate of Li is improved, an appropriate amount of Na 2 CO 3 is added, and gently stirred. Then, lithium can be recovered at a recovery rate of about 60%.
Some lithium recovery uses an ion exchange resin, but it is necessary to cool the hot water (hot water) to prevent damage to the ion exchange resin, so that the remaining fused silica precipitates at this time. This reduces the performance of the ion exchange resin and shortens the service life. On the other hand, since this embodiment can collect lithium with hot water (hot water) as it is, there is no precipitation of the remaining fusible silica, which is preferable.

シリカ回収装置５で回収された固形のシリカ成分は、シリカライト合成炉６に搬送される。シリカライト合成炉６は、鋳型剤及び重合シリカを混合させてシリカライトを合成する合成炉である。鋳型剤としては、結晶化調整剤や構造規定剤として用いられるテトラプロピルアンモニウムブロミドなどを選択すると良い。シリカライト合成炉６は、約１５０℃の熱源が必要であるが、この熱源として生産井８からの地熱流体を利用した加熱手段を有する。該加熱手段は、生産井８から噴出した地熱流体の一部をシリカライト合成炉内の加熱管３８へと導き、シリカライト合成炉６で鋳型及び重合シリカを水熱加温することができる。加熱に使用された地熱流体（温水）は、環元経路２２の分岐部Ｂよりも下流側へと送られる。   The solid silica component recovered by the silica recovery device 5 is conveyed to the silicalite synthesis furnace 6. The silicalite synthesis furnace 6 is a synthesis furnace for synthesizing silicalite by mixing a templating agent and polymerized silica. As a templating agent, tetrapropylammonium bromide used as a crystallization modifier or a structure directing agent may be selected. The silicalite synthesis furnace 6 requires a heat source of about 150 ° C., and has a heating means using a geothermal fluid from the production well 8 as this heat source. The heating means can guide a part of the geothermal fluid ejected from the production well 8 to the heating pipe 38 in the silicalite synthesis furnace, and hydrothermally heat the mold and the polymerized silica in the silicalite synthesis furnace 6. The geothermal fluid (hot water) used for heating is sent to the downstream side of the branch part B of the ring-form route 22.

本実施形態の地熱利用システム１によれば、シリカ回収装置５は特許文献１のようにγ−アルミナ担体を用いないため、より単純な装置構成とすることができる。また、高温状態のまま熱水（温水）からシリカ成分を収集できるため、低温下に伴うシリカスケールの発生を抑制できる。   According to the geothermal utilization system 1 of the present embodiment, since the silica recovery device 5 does not use a γ-alumina carrier as in Patent Document 1, it can have a simpler device configuration. Moreover, since a silica component can be collected from hot water (hot water) in a high temperature state, generation of silica scale accompanying low temperature can be suppressed.

回収された重合シリカは、付加価値の高いシリカライトに合成され、高い回収率で収集され得る。これにより、重合シリカの廃棄コストが無用となる上、シリカライトを化学反応に有用な吸着剤として販売することもできる。合成反応の促進には、生産井８からの地熱流体による熱を利用するため、別途熱源を設ける必要がなく、電力消費を抑えられるので、シリカライトの製造コストを低減できる。   The recovered polymerized silica can be synthesized into high-value-added silicalite and collected with a high recovery rate. Thereby, the disposal cost of the polymerized silica becomes unnecessary, and silicalite can be sold as an adsorbent useful for chemical reaction. In order to promote the synthesis reaction, heat from the geothermal fluid from the production well 8 is used, so that it is not necessary to provide a separate heat source, and power consumption can be suppressed, so that the manufacturing cost of silicalite can be reduced.

また、シリカ回収装置５でシリカ成分が大きく除かれた排水をリチウム回収装置７に導くことで、高濃度のシリカ成分による反応阻害が抑制されるため、熱水（温水）から容易にリチウムを回収することができる。リチウム回収装置７では、イオン交換酸化物法によりリチウムが効率よく収集される。イオン交換酸化物法は、イオン交換樹脂を使用しないため、温度の制約が無く、高い回収率でリチウムを回収することができる。回収されたリチウムは、付加価値の高い原料であるため、炭酸リチウムとして安定化させて販売することができる。   Moreover, since the reaction inhibition by a high concentration silica component is suppressed by guiding the waste water from which the silica component is largely removed by the silica recovery device 5 to the lithium recovery device 7, lithium is easily recovered from hot water (hot water). can do. In the lithium recovery device 7, lithium is efficiently collected by the ion exchange oxide method. Since the ion exchange oxide method does not use an ion exchange resin, there is no temperature limitation and lithium can be recovered at a high recovery rate. Since the recovered lithium is a raw material with high added value, it can be stabilized and sold as lithium carbonate.

〔第２実施形態〕
本実施形態に係る地熱利用システム１０１は、気水分離器にシリカ回収機能を付与した以外は、第１実施形態と同様の構成とされる。図２に、本実施形態に係る地熱利用システムの概略構成図を示す。同図において、第１実施形態と同様の構成は同じ符号を付与した。 [Second Embodiment]
The geothermal utilization system 101 according to the present embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that a silica recovery function is provided to the steam separator. In FIG. 2, the schematic block diagram of the geothermal utilization system which concerns on this embodiment is shown. In the figure, the same reference numerals are assigned to the same components as those in the first embodiment.

本実施形態に係る気水分離器１０２は、生産井８から噴出した地熱流体（蒸気及び熱水）を、蒸気及び熱水に分離するとともに、シリカ成分を回収することができる。気水分離器１０２は、地熱流体貯留容器１０３、界面活性剤添加手段１０４、撹拌手段１０５、及び固形物収集手段１０６から構成されている。   The steam / water separator 102 according to the present embodiment can separate the geothermal fluid (steam and hot water) ejected from the production well 8 into steam and hot water and collect the silica component. The steam separator 102 includes a geothermal fluid storage container 103, a surfactant addition unit 104, a stirring unit 105, and a solid material collection unit 106.

地熱流体貯留容器１０３には、上部に地熱流体供給口１０７及び蒸気排出口１０８、下部に熱水排出口１０９が設けられている。
界面活性剤添加手段１０４には界面活性剤が収容されており、地熱流体貯留容器１０３内に所定量の界面活性剤を添加することができる。界面活性剤は、溶解性シリカの重合を促進させ得る化合物であり、カチオン高分子化合物が選択されることが好ましい。カチオン高分子化合物は、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド（商品名：シャロール（登録商標） ＤＣ−９０２Ｐなど）などとされる。 The geothermal fluid storage container 103 is provided with a geothermal fluid supply port 107 and a steam discharge port 108 in the upper part, and a hot water discharge port 109 in the lower part.
The surfactant adding means 104 contains a surfactant, and a predetermined amount of the surfactant can be added to the geothermal fluid storage container 103. The surfactant is a compound that can promote polymerization of soluble silica, and a cationic polymer compound is preferably selected. The cationic polymer compound is polydiallyldimethylammonium chloride (trade name: Charol (registered trademark) DC-902P or the like).

撹拌手段１０５は、撹拌翼などとされ、地熱流体貯留容器１０３内に導かれた地熱流体を撹拌可能に設けられている。   The stirring means 105 is a stirring blade or the like, and is provided so that the geothermal fluid guided into the geothermal fluid storage container 103 can be stirred.

固形物収集手段１０６は、複数の回転部材１１０と網状ベルト１１１とを備えるコンベアなどとされる。網状ベルト１１１は複数の回転部材１１０の周りに配置され、回転部材１１０を回転させることにより移動する。網状ベルト１１１は、腐食性の優れたステンレス系材料や、耐食性及び高温耐久性を有するエンジニアリングプラスチック材（テフロン、ＰＥＥＫなど）で表面を保護したものなどとされる。複数の回転部材１１０は、地熱流体貯留容器１０３内に導かれた地熱流体中に生成された固形物が網状ベルト１１１上に堆積付着でき、且つ、堆積付着した固形物を地熱流体貯留容器１０３外へと運び出せるよう配置されている。   The solid matter collecting means 106 is a conveyor or the like including a plurality of rotating members 110 and a mesh belt 111. The mesh belt 111 is arranged around the plurality of rotating members 110 and moves by rotating the rotating members 110. The mesh belt 111 is made of a stainless steel material having excellent corrosiveness, or an engineering plastic material (Teflon, PEEK, etc.) having corrosion resistance and high temperature durability, and the like. The plurality of rotating members 110 are capable of depositing and adhering solid matter generated in the geothermal fluid introduced into the geothermal fluid storage container 103 on the mesh belt 111, and depositing and adhering the solid matter outside the geothermal fluid storage container 103. It is arranged so that it can be carried out.

気水分離器１０２に導かれた地熱流体は、地熱流体貯留容器１０３内にプールされる。プールされた地熱流体は、所定濃度の界面活性剤が含有されるよう界面活性剤添加手段１０４から界面活性剤が添加されるとともに、撹拌手段１０５により穏やかに撹拌されて界面活性剤が全体に行き届くとうにする。これにより、地熱流体に含まれる溶解性シリカから重合シリカが生成される。凝集した重合シリカは、固形物として熱水中で沈殿し、地熱流体貯留容器床面を移動する網状ベルトに堆積付着する。堆積付着した重合シリカは、地熱流体貯留容器１０３外へと搬送され、乾燥させる。網状ベルト１１１に堆積付着した乾燥した重合シリカは、振動を加える、または、ヘラ上のものでそぎ取ることで容易に回収することができる。回収された重合シリカは、図示しない搬送手段によりシリカライト合成炉６へ搬送される。   The geothermal fluid guided to the steam separator 102 is pooled in the geothermal fluid storage container 103. Surfactant is added to the pooled geothermal fluid from the surfactant addition means 104 so that a predetermined concentration of surfactant is contained, and is gently stirred by the stirring means 105 to reach the entire surface of the surfactant. Finally. Thereby, a polymerization silica is produced | generated from the soluble silica contained in a geothermal fluid. The agglomerated polymerized silica is precipitated in hot water as a solid, and is deposited and adhered to a mesh belt that moves on the floor surface of the geothermal fluid storage container. The deposited and attached polymerized silica is transported out of the geothermal fluid storage container 103 and dried. The dried polymerized silica deposited and adhered to the mesh belt 111 can be easily recovered by applying vibration or scraping with a spatula. The recovered polymerized silica is conveyed to the silicalite synthesis furnace 6 by a conveying means (not shown).

地熱流体貯留容器１０３内に導かれた地熱流体は、上記のようにシリカ成分が回収されると同時に、蒸気と熱水とに分離される。分離された蒸気は、蒸気排出口１０８から排出され第１発電部３へと導かれる。分離された熱水は熱水排出口１０９から排出され、第２発電部４へと導かれる。   The geothermal fluid introduced into the geothermal fluid storage container 103 is separated into steam and hot water at the same time as the silica component is recovered as described above. The separated steam is discharged from the steam discharge port 108 and guided to the first power generation unit 3. The separated hot water is discharged from the hot water discharge port 109 and guided to the second power generation unit 4.

本実施形態によれば、上記構成の気水分離器１０２であれば、地熱流体の温度が高いままで、シリカ成分を回収することができる。気水分離器１０２によりシリカ成分を回収できるため、蒸気タービン９へ導入する水蒸気に含まれるシリカ成分を大幅に低減できる。それにより、蒸気タービン９内部のノズルや翼、シール部分に付着しやすかったシリカスケールの発生を大きく抑制することが可能となる。   According to this embodiment, if it is the steam-water separator 102 of the said structure, a silica component can be collect | recovered with the temperature of a geothermal fluid remaining high. Since the silica component can be recovered by the steam separator 102, the silica component contained in the water vapor introduced into the steam turbine 9 can be greatly reduced. As a result, it is possible to greatly suppress the generation of silica scale that easily adheres to the nozzles, blades, and seal portions inside the steam turbine 9.

なお、第１実施形態及び第２実施形態において、シリカ回収装置５及びリチウム回収装置６から排出される熱水を還元経路２２へと戻したが、該熱水は約９０℃〜１００℃であるため、近隣設備の冷暖房設備または給湯設備にも活用することが可能である。   In the first embodiment and the second embodiment, the hot water discharged from the silica recovery device 5 and the lithium recovery device 6 is returned to the reduction path 22, and the hot water is about 90 ° C to 100 ° C. Therefore, it can be used for air conditioning or hot water supply facilities in neighboring facilities.

１，１０１ 地熱利用システム
２，１０２ 気水分離器
３ 第１発電部
４ 第２発電部
５ シリカ回収装置
６ シリカライト合成炉
７ リチウム回収装置
８ 生産井
９ 蒸気タービン
１０，１５ 復水器
１１，１６ 冷却塔
１２ 蒸発器
１３ 熱媒タンク
１４ 熱媒蒸気タービン
１７ 熱媒
１８ 熱水経路
１９ 冷却水循環経路
２０，３１ ポンプ
２１ 環元井
２２ 還元経路
２３ バルブ
２４ 熱交換部
２５，３２，４２ 熱水貯留容器
２６，１０４ 界面活性剤添加手段
２７，３４，４５，１０５ 撹拌手段
２８，４８，１０６ 固形物収集手段
２９，４６，１１０ 回転部材
３０，４７，１１１ 網状ベルト
３３ マンガン酸化物添加手段
３８ 加熱管
４１ バルブ
４３ ＨＣｌ添加手段
４４ Ｎａ２ＣＯ３添加手段
１０３ 地熱流体貯留容器
１０７ 地熱流体供給口
１０８ 蒸気排出口
１０９ 熱水排出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Geothermal utilization system 2,102 Steam-water separator 3 1st power generation part 4 2nd power generation part 5 Silica recovery device 6 Silica light synthesis furnace 7 Lithium recovery device 8 Production well 9 Steam turbines 10, 15 Condenser 11, 16 Cooling tower 12 Evaporator 13 Heat medium tank 14 Heat medium steam turbine 17 Heat medium 18 Hot water path 19 Cooling water circulation path 20, 31 Pump 21 Ring base 22 Reduction path 23 Valve 24 Heat exchanger 25, 32, 42 Hot water Storage container 26, 104 Surfactant addition means 27, 34, 45, 105 Agitation means 28, 48, 106 Solid collection means 29, 46, 110 Rotating members 30, 47, 111 Reticulated belt 33 Manganese oxide addition means 38 Heating tube 41 valve 43 HCl adding means 44 Na 2 CO 3 addition means 103 geothermal fluid reservoir 107 geothermal fluid supply inlet 108 vapor discharge 109 hot water outlet

Claims (8)

生産井からの地熱流体を気水分離器により蒸気及び熱水に分離し、前記分離した蒸気を利用してタービンを駆動させ発電を行い、前記分離した熱水を還元井から地下に還元する地熱利用システムであって、
界面活性剤を添加する界面活性剤添加手段、及び、沈降した固形物を収集する固形物収集手段を有し、地下に還元する前の前記分離した熱水からシリカ成分を回収するシリカ回収装置と、
鋳型剤及び前記シリカ回収装置で回収されたシリカ成分からシリカライトを合成するシリカライト合成炉と、
を備える地熱利用システム。 Geothermal fluid that separates geothermal fluid from the production well into steam and hot water using a steam separator, drives the turbine using the separated steam to generate power, and reduces the separated hot water from the reduction well to the underground A usage system,
A silica recovery device having a surfactant addition means for adding a surfactant and a solid matter collection means for collecting the settled solid matter, and recovering a silica component from the separated hot water before being reduced to the ground; ,
A silicalite synthesis furnace for synthesizing silicalite from the silica component recovered by the templating agent and the silica recovery device;
A geothermal utilization system. 前記界面活性剤添加手段から添加される界面活性剤が、カチオン高分子化合物である請求項１に記載の地熱利用システム。   The geothermal utilization system according to claim 1, wherein the surfactant added from the surfactant addition means is a cationic polymer compound. 前記シリカライト合成炉の反応熱源として、前記生産井からの地熱流体を利用した加熱手段を有する請求項１または請求項２に記載の地熱利用システム。   The geothermal utilization system according to claim 1 or 2, further comprising a heating unit that uses a geothermal fluid from the production well as a reaction heat source of the silicalite synthesis furnace. 前記鋳型剤が、結晶化調整剤または構造規定剤である請求項１から請求項３に記載の地熱利用システム。   The geothermal heat utilization system according to claim 1, wherein the templating agent is a crystallization adjusting agent or a structure directing agent. マンガン酸化物を用いたイオン交換酸化物法により前記シリカ回収装置を経由した熱水からリチウムを炭酸リチウムとして回収するリチウム回収装置を更に備え、
前記リチウム回収装置が、
前記シリカ回収装置を経由した熱水にマンガン酸化物を添加し、前記熱水からリチウムマンガン酸化物を生成させるマンガン酸化物添加手段と、
前記リチウムマンガン酸化物に炭酸ナトリウムを添加する炭酸ナトリウム添加手段と、
沈降した固形物を収集する固形物収集手段と、
を備える請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の地熱利用システム。 A lithium recovery device for recovering lithium as lithium carbonate from hot water via the silica recovery device by an ion exchange oxide method using manganese oxide;
The lithium recovery device is
Manganese oxide addition means for adding manganese oxide to hot water via the silica recovery device and generating lithium manganese oxide from the hot water;
Sodium carbonate addition means for adding sodium carbonate to the lithium manganese oxide;
Solids collection means for collecting settled solids;
The geothermal utilization system according to any one of claims 1 to 4, further comprising: 前記気水分離器が、界面活性剤を添加する界面活性剤添加手段、及び、沈降した固形物を収集する固形物収集手段を備える請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の地熱利用システム。   The geothermal heat utilization system according to any one of claims 1 to 3, wherein the steam-water separator includes a surfactant addition unit that adds a surfactant and a solid matter collection unit that collects the settled solid matter. . 生産井からの地熱流体を気水分離器により蒸気及び熱水に分離し、前記分離した蒸気を利用してタービンを駆動させ発電を行い、前記分離した熱水を還元井から地下に還元する地熱利用システムにおいてシリカライトを合成する方法であって、
界面活性剤を添加する界面活性剤添加ステップ、及び、沈降した固形物を収集する固形物収集ステップを有し、地下に還元する前の前記分離した熱水からシリカ成分を回収するシリカ回収工程と、
鋳型剤、及び、前記シリカ回収工程で回収されたシリカ成分を、前記生産井からの地熱流体を利用した加熱手段により加熱し、シリカライトを合成する合成工程と、
を備えるシリカライト合成方法。 Geothermal fluid that separates geothermal fluid from the production well into steam and hot water using a steam separator, drives the turbine using the separated steam to generate power, and reduces the separated hot water from the reduction well to the underground A method of synthesizing silicalite in a utilization system,
A silica recovering step of recovering a silica component from the separated hot water before being reduced to the underground, including a surfactant adding step of adding a surfactant and a solids collecting step of collecting the settled solids; ,
A synthesis step of synthesizing silicalite by heating the templating agent and the silica component recovered in the silica recovery step by a heating means using a geothermal fluid from the production well;
A method for synthesizing silicalite. 生産井からの地熱流体を気水分離器により蒸気及び熱水に分離し、前記分離した蒸気を利用してタービンを駆動させ発電を行い、前記分離した熱水を還元井から地下に還元する地熱利用システムにおいて炭酸リチウムを回収する方法であって、
マンガン酸化物を用いたイオン交換酸化物法により、請求項７に記載のシリカ回収工程を経た熱水からリチウムを炭酸リチウムとして回収するリチウム回収工程を備え、
前記リチウム回収工程が、
前記シリカ回収工程を経た熱水にマンガン酸化物を添加し、前記熱水からリチウムマンガン酸化物を生成させるマンガン酸化物添加ステップと、
前記リチウムマンガン酸化物に炭酸ナトリウムを添加する炭酸ナトリウム添加ステップと、
沈降した固形物を収集する固形物収集ステップと、
を備える炭酸リチウム回収方法。 Geothermal fluid that separates geothermal fluid from the production well into steam and hot water using a steam separator, drives the turbine using the separated steam to generate power, and reduces the separated hot water from the reduction well to the underground A method of recovering lithium carbonate in a utilization system,
A lithium recovery step of recovering lithium as lithium carbonate from hot water having undergone the silica recovery step according to claim 7 by an ion exchange oxide method using manganese oxide,
The lithium recovery step includes
Manganese oxide addition step of adding manganese oxide to the hot water that has undergone the silica recovery step and generating lithium manganese oxide from the hot water;
A sodium carbonate addition step of adding sodium carbonate to the lithium manganese oxide;
A solids collection step for collecting the settled solids;
A method for recovering lithium carbonate.
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