KR20110059900A - 해저 오일 시추용 주입수를 생성하기 위한 해수 처리 방법 및 관련 설비 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해수에 처음부터 용해된 산소에 비하여 낮은 산소 함량을 갖는 해저 석유 시추수를 생산하는 관점에서 근해 플랫폼 또는 선박에 설치된 플랜트에서 해수를 처리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 방법은 상기 해수를 탈산소화하는 단계를 포함하며, 상기 탈산소화하는 단계는 직렬로 배열되고, 각각은 적어도 하나의 다공성인 소수성 멤브레인을 수용하는 복수의 멤브레인 모듈을 포함하는 적어도 하나의 배터리를 통하여 해수를 순환시키는 단계; 해수 스트림에 반대로 또는 가로질러, 그리고 상기 멤브레인 모듈 각각을 통해 독립적으로 용해된 산소 함량을 5몰% 이하를 갖는 화학적으로 불활성인 흘러나오는 가스를 순환시키며, 상기 해수 및 상기 흐르는 가스는 상기 멤브레인의 다른 측면으로 순환하는 순환단계를 포함한다.
Description
본 발명의 분야는 해수 처리이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 특히 근해 플랫폼(offshore platforms) 또는 구조물(constructions)에서 오일 시추수(oil drilling water) 생산의 범주에 속하는 해수 처리에 관한 것이다.
오일은 다소간의 다공성이고 투과성인 암석에 포함되어 있다.
상기 오일 추출 방법은 소위 제1 제조 측면 및 소위 제2 제조 측면의 두 가지의 주요 측면을 포함한다.
상기 제1 제조 측면은 적용된 압력의 영향만으로 이들 암석에 포함된 오일을 추출하는 것이다.
상기 제2 제조 측면은, 주입수 또는 압력 유지수(injection or pressure maintenance water)라고 하는, 물을 주입함으로써 이들 암석에 함유된 오일의 추출을 지속하는 것이다.
근해 작업시, 파이프가 주입수를 운송하고, 해저 유전으로부터 근해 제조 플랫폼으로 추출된 탄화수소를 수송하는데 사용된다.
상기 해수로부터 생성된 주입수는 일정 수준의 품질을 가져야 한다. 염분 함량, 혼탁도 등과 같은 품질 척도는 용해된 산소(O2) 농도를 포함한다. 사실, 주입수는 필수적으로 이들 파이프의 부식을 제한하기 위해 산소가 제거되어야 한다.
다음과 같은 3가지 주요 타입의 탄소제거 방법이 개발되어, 근해 오일 플랫폼에서 빈번하게 사용되고 있다.
-진공 탈기 타워(vacuum degassing towers)를 사용하는 방법
-특히 석유 가스로 제거하는 타워를 사용하는 방법
-MINOXTM 촉매적 방법
진공 탈기 타워를 사용하는 방법은 Henry의 법칙에 근거한 것으로서, 액체에 용해된 가스의 용해도는 액체의 표면과 접촉하는 증기에서 이 가스의 부분압에 정비례한다.
그러므로, 진공을 생성함으로써 액상과 접촉하는 증기상의 전체 압력을 낮추는 것은 액체에 용해된 가스의 용해도를 낮출 수 있게 하여, 상기 가스를 진공 정도 및 상기 방법의 성능에 의해 부여된 용해도 초기 수준에 비하여 증기상으로 부분적으로 이동시킨다.
이동 하중(moving force)이라 불리는 상기 이 압력 차이는 탈기 타워에서 사용된다.
탈기 타워에서의 탈산소화는 처리되는 물을 진공이 형성되는 상기 타워의 상부에 주입하는 단계로 이루어지며, 상기 물은 산소의 탈가스를 촉진시키기 위해 큰 접촉 면적을 나타내는 라이닝을 따라 미세한 액적이 흘러내리도록 물을 분산시키는 장치를 통해 주입된다. 상기 추출된 가스, 특히 산소는 물론, 물에 용해된 다른 가스(질소, 이산화탄소, 황화수소, 트리할로메탄, 수증기 등)들은 진공 회로 내로 혼입되는 한편, 탈산소화된 물은 상기 타워의 바닥에 수집된다.
상기 분해 방법은 칼럼 내분의 전체 압력이 낮지 않다는 것 이외에는 진공타워와 유사한, 수직 타워에서 유사한 방법이 사용된다. 가스 포집은 칼럼의 바닥으로부터 시작되고, 상기 라이닝을 흐르는 물의 흐름과 반대로(위쪽으로) 순환하며, 칼럼 헤드에서 추출된다. 매우 낮은 산소 농도를 포함하며, 그리하여, 용이하게 물에서 가스로 산소를 이동시키는 부분압 차이에 상응하는 이동 하중을 생성할 수 있다면, 사용되는 가스 포집은 어떠한 타입이어도 된다. 또한, 물에 대하여 가능한 한 화학적으로 불활성이고, 수분 부식 특성이 없어야 한다. 예를 들어, 일단 물에 용해되면 산도를 증가시켜, 결과로서 부식성일 수 있는 이산화탄소를 가능한 한 가장 적은 양으로 함유해야 한다.
이러한 타입의 방법은 단점들을 나타낸다.
탈가스 또는 제거 현상은 물론, 분배 장치에서 물의 통과는 탈산소 공정의 성능을 감소시키는 가스 버블 또는 기포(foam)의 생성에 의해 수행된다. 그러므로, 기포 생성을 방지하기 위해, 기포 생성 억제를 위한 화학 제품을 사용할 필요가 있다.
이러한 제품의 사용에 대한 다른 방법은 특정한 액체 흐름 속도를 감소시키는 것이다. 그러나, 이것은 동일한 부피의 물을 처리하기 위해 설비의 사이즈를 증가시켜야 하는 결과를 가져온다.
그러나, 이들 물리적인 방법은 효능 한계를 나타낸다. 그러므로, 실제, 탈기타워는 50 내지 100ppb의 산소 함량의 처리된 해수를 얻을 수 있도록 하나, 불충분하다. 처리된 해수가 소정의 낮은 수준, 실제로는 대략 20ppb, 특별하게는 10ppb 미만의 산소 함량을 달성하기 위해서는, 예를 들어, 대략 수 개의 라이닝 스테이지를 병렬로 설치된 큰 설비를 사용하는 것이 적합하다. 그러나, 이러한 해결책은 과다하게 비용이 많이 들고, 과다하게 부피가 큰 설비를 사용해야 하는 결과를 초래하여 합리적인 것으로 생각될 수 없다.
그러나, 해수에 함유된 산소의 수준을 20ppb 미만으로 낮추는 것은 (소듐 비술파이트와 같은) 화학적인 환원제 또는 정제제를 사용하고 이러한 탈기 타워를 사용하여 달성될 수 있다. 이러한 화학 제품은 이러한 타워의 바닥에 함유된 물의 상부에 첨가된다.
그러나, 이러한 화학 제품의 사용은 근해 플랫폼으로의 전달 및 저장 및 한정된 저장 수명에 대하여 마주칠 수 있는 문제에 기인하는 물류적 문제를 야기할 수 있다.
상기한 단점 이외에, 탈기 또는 제거 타워의 사용은 또한, 플랫폼 또는 구조물 안정화와 관련된 문제점으로 인한 설치 제약을 야기한다. 나아가, 상당한 중량/표면적 비는 금속 플랫폼 구조의 일부를 특대화하는 결과를 초래한다.
탈기 또는 제거 타워의 사용은 또한 디자인이 처리될 해수의 특성 변화에 쉽게 부응할 수 없다는 사실에 기인한 유연성 부족의 단점을 갖는다.
탈기 또는 제거 타워의 다른 단점은 그 성능이 유체역학적 변수에 영향을 받는다는 사실에 의존한다. 이는 탈기 또는 제거 타워는 처리되는 유체의 흐름 속도가 변화하는 경우에 안정화시키기가 어려울 수 있다는 사실에 의해 알 수 있다. 나아가, 물 흐름 속도에 대한 가스 흐름 속도의 비를 관찰해야 하며, 실패하는 경우,
-가스 흐름 속도가 물 흐름 속도에 비하여 너무 높아지면 그 물 흐름이 영향을 받게 되거나 멈추게 될 수 있으며, 이는 범람으로 알려져 있다.
-물 흐름 속도가 가스 흐름 속도와 비교하여 너무 높아지면 그 백믹스(backmix)가 가스 스트림으로 되어 그 가스 흐름이 영향을 받게 될 수 있다.
이러한 탈기 또는 제거 타워 사용의 또 다른 단점은 그 배출구에서 물이 가압되지 않는다는 사실과 관련되어 있으며, 네트워크에서 물을 재가압하기 위해 회복 펌프(recovery pump)의 사용을 필요로 한다.
CA-A-1 222 200의 특허출원에 기재되어 있는 MINOXTM 촉매 방법에 있어서, 이동 하중은 압력차이가 아니라 농도차이이다. 사실, 질소와 같이 실질적으로 산소가 없는 가스를 치환함으로써 액체와 접촉하는 증기상에 함유된 산소의 부분압을 낮추는 것이다.
그러므로, 이 방법은 스태틱 믹서(static mixers)로 질소를 직접적으로 해수와 혼합하는 것이다. 그 배출구에서 산소 풍부 가스 대기가 촉매적 연소 유닛에서 처리되어, 산소를 소비하며, 그리하여 소비된 질소를 재생한다.
이러한 타입의 방법은 탈기 가스보다 덜 벌키하다는 이점을 제공한다. 그러나, 그 중량은 높다.
나아가, 이러한 방법의 사용은 대부분 특히 물류적 의미에서 수분하는 모든 단점을 가지면서 화학제품(소포제, 산소 고정제, 연소용 메탄올)의 사용을 필요로 한다.
탈기 또는 제거 타워의 사용에 고유한 모듈성의 결여 또는 유연성의 결여 문제는 이러한 MINOXTM 촉매 방법에서 스태틱 믹서의 사용에 특별한 의미가 있다.
MINOXTM 촉매 방법의 또 다른 단점은 차가운 온도 조건으로 상당한 시동 시간이 필요하다는 사실에 있다.
상기 MINOXTM 촉매 방법은 워터 펌핑 설비를 손상시키기 쉬운 가스성 질소가 탈산소화된 물에 풍부하게 존재할 수 있다는 다른 단점을 나타낸다.
본 발명의 목적은 특히 종래의 단점을 개선하는 것이다.
보다 구체적으로는, 적어도 하나의 구현예로서, 본 발명의 목적은 그러한 해수 처리 기술을 제공하는 것으로서, 그 사용은 낮은 용존 산소 함량을 갖는 해저 시추 주입수(undersea drilling injection water)의 생산을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 목적은 적어도 일 구현예로서, 근해 플랫폼에서 쉽게 사용되는 이러한 해수 처리 기술을 사용하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적어도 일 구현예로서, 그 용도가 종래의 기술과 비교하여 적은 사이즈 및 중량의 설비를 요구하는 그러한 해수 처리 기술을 제공하는 것이다.
나아가, 본 발명은 적어도 일 구현예로서, 이러한 해수 처리 기술이 물류적 제약을 억제하는데 사용하는 것을 제안함을 목적으로 한다.
이 방법에 있어서, 본 발명의 목적은 특히 일 구현예로서, 이러한 해수 처리 기술을 기포 형성을 억제하는데 사용하는데 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 적어도 일 구현예로서, 상대적으로 쉽게 특히 처리 능력의 관점에서 발전시킬 수 있는 유연하고 그리고 모듈성이 있는 그러한 해수 처리 기술을 제공하는 것이다.
이하에서 나타내는 다른 것과 함께, 이들 목적은 해수에 처음부터 용해된 산소가 고갈된 해저 오일 시추수(drilling water)의 생산을 위한 근해 플랫폼 또는 구조물에 장착되는 설비에서 해수 처리 방법을 사용함으로써 달성된다.
본 발명에 따르면, 이러한 방법은 상기 해수의 탈산소화 단계를 포함하며, 상기 탈산소화 단계는
-직렬로 집합된 복수의 멤브레인 모듈을 결합하며, 각각이 적어도 하나의 다공성이고 소수성인 멤브레인을 수용하는 적어도 하나의 배터리를 통해 상기 해수를 순환시키는 순환 단계;
-5% 몰 이상의 용해된 산소 농도를 갖는 화학적으로 불화성인 포착 가스를 해수의 흐름에 대하여 반대로 또는 흐름에 따라, 그리고 독립적으로 상기 각각의 멤브레인 모듈을 통해 순환시키는 단계;
- 물 및 가스 분리 멤브레인을 통해 산소 풍부 해수로부터 포착 가스로 산소가 확산되는 산소 확산 단계를 포함하며,
상기 해수 및 상기 포착 가스는 상기 멤브레인의 각각 다른 쪽으로 순환한다.
이러한 방법에 있어서, 본 기술은 해수로부터 주입수 생산에 대한 완전히 새로운 방법에 기초한 것으로서, 특히 해수의 탈기를 얻는 것, 즉, 직렬로 집합된 소수성 멤브레인 접촉기를 결합하는 적어도 하나의 배터리를 통해 순환시킴으로써 산소 함량을 상당히 낮추는 것에 있으며, 여기서 포착가스는 산소 함량이 5% 몰 이하이며, 흐름에 대하여 반대로 독립적으로 순환한다.
하나의 선택적인 구현예로서, 상기 포착 가스는 물의 흐름을 따라 흐른다고 생각할 수 있다. 상기 멤브레인 모듈("멤브레인 접촉기(membrane contactors)"라고 부르기도 함)에서 사용되는 다공성이고 소수성인 멤브레인은 본 분야에서 알려져 있는 특별한 처리에 의해 소수화된 유기 멤브레인 또는 미네랄 멤브레인일 수 있다.
예전에는 주입수 제조용으로 생각되지 않은 이러한 멤브레인 접촉기의 사용은 다음을 가능하게 한다는 점에서 매우 특별하다.
종래 기술에 따르면, 작업자의 기대를 충족하지 않는 50 내지 100ppb 사이의 값을 갖도록 산소 함량을 낮추기 위해 반드시 사용해야 하는 산소 감소 화학약품을 반드시 사용하지 않고도 20ppb 미만 또는 10ppb 미만의 값으로 산소 함량을 현저하게 낮출 수 있다.
종래의 기술과 비교하여 중량/표면적 비가 상대적으로 낮은 설비에서 가능하다.
그리고, 기포 형성을 방지한다는 점에서 화학 제품을 사용하지 않고 물을 탈산소화할 수 있게 하며, 따라서 물류적 제약을 한정한다.
단위 ppb는 "part per billion"을 나타내는 것이다. 본 분야에서의 숙련된 자들에게는 ppb로서 일반적으로 마이크로 그램/리터로 구성된다.
본래 물과 가스 간의 친밀한 접촉을 요구하는 종래의 기술과는 달리 소수성 멤브레인의 사용은 처리되는 액체가 가스와 접촉하는 것을 방지할 수 있게 한다. 이는 액체에서 기포의 형성을 방지하는 결과를 가져온다.
나아가, 해수 및 포착 가스가 멤브레인의 각 측면 및 멤브레인 접촉기의 각각에서 독립적으로 반대방향으로 순환한다는 사실은 해수에 용해된 산소가 가스 상으로 잘 이동할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 수 처리 방법은 바람직하게는 두 개의 연속되는 멤브레인 모듈 사이에 적어도 하나의 환원제를 주입하는 적어도 하나의 주입 단계를 포함한다.
상기 환원제의 주입은 매우 낮은 용해된 산소 농도를 얻을 수 있게 할 수 있다는 점에서 특히 이익이 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 포착가스는 95%몰 이상의 순도인 질소이다.
하나의 선택적 구현예에 따르면, 상기 포착 가스는 순도가 99.9% 이상인 질소이다.
사실, 본 출원인은 이러한 비율에서 이러한 가스의 사용은 처리된 물의 생산에 이를 수 있는 것으로 관찰되었으며, 산소 함량은 30ppb 미만, 바람직하게는 10ppb 미만까지 상당히 낮출 수 있다.
하나의 유리한 구현예로서, 본 발명에 따르면 해수 처리 방법은 대기 성분 분리 방법을 사용하여 상기 질소의 생산 단계를 포함하며, 상기 생산 단계는 근해 플랫폼 또는 구조물 상에서 수행된다.
이러한 질소 생산 단계의 사용은 근해 플랫폼상에 쉽게 배치될 수 있는 전용 유닛에 의해 유리하게 수행될 수 있다. 플랫폼에서 직접 질소 생산은 근해 플랫폼으로 질소 전달을 제공하거나 거대한 저장 탱크를 제공할 필요가 없다는 점에서 본 발명에 따른 방법을 사용하는데 요구되는 물류 제약의 감소 결과를 가져오며, 설비의 공간 요구조건을 감소시킨다.
하나의 선택적 구현예로서, 상기 포착 가스는 적어도 50%몰의 메탄을 함유하는 석유가스이다.
다른 선택적 구현예로서, 상기 포착 가스는 5% 몰 및 30% 몰의 CO2를 함유하는 석유가스이다.
이 구현예는 포착가스를 생산하도록 근해 플랫폼상에서 발견되는 부산물을 재사용하는 이점을 제공하여, 이는 물류 제약의 한정 및 작동 비용의 감소의 결과를 가져온다(포착가스를 구매하거나 육지로부터 근해 플랫폼까지의 통로를 가질 필요가 없다).
본 구현예는 물의 이산화탄소의 용해에 의해 처리되는 물의 양을 줄이지 않고 높은 이산화탄소 농도(> 5% 몰)를 갖는 석유 가스의 사용을 유리하게 가능하게 한다.
유리하게, 상기 포착 가스의 압력은 20 내지 250㎜Hg(즉, 2666 내지 33,320Pa)이다.
이러한 포착가스 압력 값은 O2 함량이 30ppb 미만, 바람직하게는 10ppb 미만인 처리된 물의 생산의 결과를 가져올 수 있다.
본 발명의 유리한 특징에 따르면, 상기 멤브레인 모듈의 각각에 상기 해수의 접촉시간은 1 내지 5초 사이이다.
접촉기 각각에서 물의 이러한 접촉시간은 용해된 산소의 허용 가능한 저하의 결과, 즉, O2 함량이 30ppb 미만, 바람직하게는 10ppb 미만인 처리된 물의 생산의 결과를 가져온다.
유리하게, 상기 순환 단계는 미디어 여과(media filtration) 단계 및/또는 정밀 여과(micro filtration)단계 및/또는 한외여과(ultra filtration) 단계 이전에 수행된다. 이 방법에서, 부유물질에 의한 멤브레인의 폐색을 방지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 순환 단계는 탈염 단계 및/또는 탈이온화 단계 이전에 또는 이후에 수행된다.
탈염 및/또는 탈이온화 단계의 사용은 처리된 염수의 몇 가지 이온 종의 염도 및/또는 농도를 낮출 수 있게 한다. 이는 상기 탈염 및/또는 탈이온화가 멤브레인 접촉기를 통한 물의 통과 이전에 사용되는 경우 염 및/또는 이온의 침전에 의한 멤브레인의 폐색을 방지하는 결과를 가져올 수 있다. 그러나, 탈염 단계가 상기 순환단계 이전에 사용되는 경우, 본 발명에 따른 방법의 성능이 탈기의 관점에서 감소될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 해수에 처음부터 용해된 산소가 고갈된 해저 오일 시추 주입 수의 생산을 위한 본 발명에 따른 해수처리 방법의 사용을 위한 근해 플랫폼 또는 구조물 상에 배치되고자 의도된 해수 처리 설비에 관한 것이다.
이러한 설비는 본 발명에 따라 직렬로 집합된 복수의 멤브레인 모듈을 결합하는 적어도 하나의 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 처리되는 물을 공급하도록 연결된 유입구 및 처리수 배출을 위해 연결된 배출구를 가지며, 상기 멤브레인 모듈 각각은 적어도 하나의 다공성이고 소수성인 멤브레인을 수용하며, 포착 가스 유입구 연결부 및 상기 초기부터 용해된 가스로 풍부해진 상기 포착가스의 배출 연결부를 가지며, 상기 적어도 하나의 멤브레인은 상기 물로부터 가스가 순환하는 멤브레인의 측으로 산소의 통과를 가능하게 한다.
상기한 바와 같이, 멤브레인 모듈에 사용되는 다공성이고 소수성인 멤브레인은 본 기술분야에서 공지된 특별한 처리법에 의해 소수성으로 되게 하는 유기 멤브레인 또는 미네랄 멤브레인일 수 있다.
이러한 설비는 본 발명에 다른 처리 방법을 사용할 수 있게 하며, 따라서 용해된 산소가 상당히 고갈된 물을 생성시킨다.
바람직하게는, 상기 배터리는 직렬로 집합된 3 내지 5개 멤브레인 모듈을 결합한다.
이 경우, 상기 배터리는 유리하게는 직렬로 집합된 4개의 멤브레인 모듈을 결합한다.
이러한 모듈의 수는 효과적인 해수 처리를 가능하게 한다.
바람직한 특징에 따르면, 본 발명에 따른 설비는 처리되는 물에 산소 저감 화학 약품을 주입하기 위하여 적어도 한 쌍의 연속하는 모듈 중 2개의 모듈 사이에 적어도 하나의 환원제를 주입하는 주입수단을 포함하며, 물에 용해된 산소의 저감을 향상시키도록 한다.
각 배터리가 4개의 모듈을 병합하는 구현예에 있어서, 상기 주입수단은 상기 배터리의 제2 및 제3 멤브레인 모듈 또는 제3 및 제4 멤브레인 모듈 사이에 유리하게 배치된다.
바람직하게는, 상기 멤브레인은 중공 섬유 멤브레인이다.
상기 멤브레인은 물에 환원제의 혼합을 돕는다.
다른 유리한 특징에 따르면, 상기 모듈은 상기 멤브레인의 축에 대하여 필수적으로 수직하게 신장하는 적어도 하나의 전환부재를 수용한다.
이 경우, 상기 멤브레인 접촉기(membrane contactor)는 스태틱 믹서와 같이 거동한다. 이들은 환원제와 물의 혼합을 도우며, 결국, 산소-감소 화학 약품이 거동할 수 있기 위해 요구되는 접촉시간을 감소시키도록 한다.
바람직하게 사용될 수 있는 타입의 멤브레인은 미국 특허번호 제5 352 361호에 기재되어 있다.
보다 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 처리 설비는 병렬로 집합된 복수의 배터리, 처리수 배출 매니폴드, 처리된 물의 공급 매니폴드를 포함하며, 상기 배터리 각각의 유입구는 상기 공급 매니폴드에 연결되고, 상기 배터리 각각의 배출구는 상기 배출 매니폴드에 연결되어 있다.
일부 배터리 내로 멤브레인 모듈의 병렬 분포는 각 멤브레인 모듈에 의해 허용가능한 최대 흐름 속도를 초과하지 않도록 처리되는 물의 흐름을 분리할 수 있도록 한다.
이러한 설계는 또한 이러한 설비의 처리 용량을 배가시킬 수 있게 한다.
본 발명의 다른 특징 및 이점들은 예시적이며, 비제한적인 예로서 제공되는 선택적인 구현예의 다음 설명 및 첨부된 도면을 읽을 때보다 명확하게 나타날 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 처리 방법의 사용을 위한 예시적 설비의 개략도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 나타낸 설비의 접촉기(contactor)에 사용된 멤브레인의 단면도를 나타낸다.
도 3은 다양한 처리 설비에서 본 발명에 따른 방법의 사용을 위한 설비의 다양한 위치를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 처리 방법의 사용을 위한 예시적 설비의 개략도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 나타낸 설비의 접촉기(contactor)에 사용된 멤브레인의 단면도를 나타낸다.
도 3은 다양한 처리 설비에서 본 발명에 따른 방법의 사용을 위한 설비의 다양한 위치를 나타낸다.
본 발명의 일반적인 이론은 용해된 산소 함량이 30ppb 이하, 보다 바람직하게는 1ppb 미만인 해저 오일 시추 주입수를 생산하기 위하여 근해 플랫폼 또는 구조물 상의 해수 처리 설비 및 해수 및 5% 몰 이하의 산소 함량을 갖는 배출 가스(scavenging gas)가 독립적으로, 그리고 반대로 순환하는 해수 설비에서 직렬로 집합된 소수성 멤브레인 접촉기(hydrophobic membrane contactors)의 적어도 하나의 배터리의 사용에 근거한 것이다.
본 발명에 따른 수 처리 방법을 수행하기 위한 설비의 예
도 1과 관련하여, 본 발명에 따른 처리방법에 따라 해저 시추 주입수를 생산하기 위하여 근해 플랫폼상에서 사용되는 해수 처리 설비의 일 구현예를 나타낸다.
도 1에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 이러한 설비는 멤브레인 모듈(11)의 3개의 배터리(B1, B2, B3)가 결합된 프레임(10)을 포함한다. 상기 3개의 배터리(B1, B2, B3)는 직렬로 집합된 3개의 멤브레인 모듈(11)을 포함한다. 이들 배터리(B1, B2, B3) 각각은 3개의 멤브레인 모듈(11)은 직렬로 집합된 3개의 멤브레인(11)을 포함한다. 이들 멤브레인 모듈(11)은 소수성 멤브레인 컨트랙터(hydrophobic membrane contractors)의 형태를 취한다. 이러한 원래의 구조는 본 발명의 방법에 따른 방법을 수행하기 위한 설비에 많은 유연성 및 모듈성을 제공한다는 점에서 많은 이점을 제공한다.
배터리의 수 및 각 배터리에 사용된 멤브레인 모듈의 수는 사실 요구되는 용해된 가스 농도 경계를 얻도록 하기 위해 처리되는 해수의 성질(온도, 용해된 가스 농도 등)에 따라 변화시킬 수 있다.
나아가, 병렬식의 몇 개의 배터리 내에 멤브레인 모듈(11)의 분포는 처리되는 물의 흐름을 세분화하여 각 멤브레인 모듈에 의해 최대로 허용되는 흐름 속도를 초과하지 않도록 한다.
또한, 하나의 배터리에 사용된 멤브레인 모듈(11)의 수를 용이하게 증가시켜 용해된 가스 제거 효능을 향상시킬 수 있다. 이러한 방법에서, 사용된 접촉기의 수가 증가할수록 처리되어 얻어진 물의 용해된 산소 함량이 더 낮은 것으로 이해된다.
나아가, 멤브레인 모듈 11은 동일한 수평선 상 또는 동일한 수직선 상에 평행하게 배치되거나 또는 서로 평행하고, 상호간에 이격된 몇 개의 수직선으로 분포(도 1에 나타낸 바와 같이)됨으로써 모든 공간방향(spatial directions)으로 배열될 수 있다.
이러한 구현예에 있어서, 각 배터리는 3개의 멤브레인 모듈을 포함한다. 선택적인 구현예로서, 각 배터리는 3개 및 5개의 멤브레인 모듈을 포함할 수 있다. 바람직한 해결수단에 따르면, 각 배터리에 결합되는 멤브레인 모듈의 수는 4개일 수 있다.
이러한 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 처리되는 물에 적어도 하나의 산소 저감 화학약품 주입 수단(17)이 각 배터리(B1, B2, B3)의 제2 및 제3 멤브레인 모듈(11) 사이에 배치된다. 이러한 주입 수단(17)은 주입 노즐을 포함한다.
보다 일반적으로, 이러한 주입 수단은 연속되는 적어도 한 쌍의 모듈 중 2개의 모듈 사이에 제공되며, 상기 주입수단은 노즐, 라인, T 커플링 또는 다른 장치의 형태를 취할 수 있다.
그러므로, 각 배터리가 4개의 멤브레인 모듈(11)을 포함하면, 이들 주입기(injectors)는 각 배터리(B1, B2, B3)의 제2 및 제3 또는 제3 및 제4 멤브레인 모듈(11) 사이에 배치되는 것으로 생각된다.
다른 선택적인 구현예에 있어서, 하나의 주입기가 제2 및 제3 모듈 사이에 제공되고, 그리고 다른 주입기가 제3 및 제4 모듈 사이에 제공되는 것으로 생각될 수 있다.
상기 멤브레인 모듈(11)은 미국특허번호 제5 352 361호에 기재되어 있는 Celgard-Membrana에 의해 Liqui-Cel®의 브랜드로 판매되는 것일 수 있다.
각 멤브레인 모듈(11)은 각각 해수가 유입되어 접촉기를 떠나는 유입구(111) 및 배출구(112)를 포함한다.
각 배터리의 제1 접촉기(11)의 유입구(111)는 그 배터리의 유입구를 형성한다. 상기 각 배터리의 유입구는 예를 들어, 공급 매니폴드(121)를 통해 처리되는 해수의 공급 파이프(12)인 유입구에 연결되어 있다.
각 배터리의 최종 접촉기(11)의 배출구(112)는 그 배터리의 배출구를 형성한다. 각 배터리의 배출구는 예를 들어, 처리수 배출 매니폴드(131)를 통해 탈산소화된 해수 배출 파이프(13)인 배출구에 연결된다.
자연적으로, 본 발명에 따른 설비는 단일 배터리를 포함하는 경우, 공급 매니폴드(121) 및 배출 매니폴드(131)의 사용은 요구되지 않는다.
또한, 각 멤브레인 접촉기(11)는 포착가스 유입 연결부(scavenging gas inlet connection)(113) 및 초기에 해수에 용해된 가스가 풍부한 상기 포착가스의 배출 연결부(outlet connection)(114)를 포함한다.
각 접촉기(11)의 상기 유입 연결부(113)는 포착 가스 주입 네트워크(14)에 연결되어 있다. 각 접촉기(11)의 배출 연결부(114)는 포착 가스 및 처리되는 해수에 초기에 용해된 가스의 혼합물의 배출 네트워크(15)에 연결된다.
상기 포착 가스 주입 네트워크(14)는 교대로 포착 가스 생산 네트워크(미도시)에 연결된다.
이 구현예에 있어서, 상기 포착 가스는 질소이며, 순도는 95% 몰 보다 큰 것이 바람직하며, 99.9% 몰 보다 큰 것이 유리하다. 이것은 근해 플랫폼 또는 구조물 상에서, PSA(Pressure Swing Adsorption) 또는 가스 멤브레인 분리 타입과 같은 대기 성분 분리 방법을 사용하여 전용 장치로 얻어질 수 있다.
선택적인 이러한 구현예에 있어서, 포착 가스는 근해 플랫폼 또는 구조물 상에서 이용할 수 있는 석유가스(petroleum gas)일 수 있으며, 바람직하게는 다른 탄화수소, CO2 및 수증기와 함께 적어도 50% 몰의 메탄, 다양한 알칸(에탄, 프로판, 부탄 등)으로 구성되어 있다.
배출 네트워크(15)는 가스상 내에 진공의 생성을 가능하게 하는 수단에 연결되며, 예를 들어, 진공 펌프(16), 바람직하게는 액체 링 진공 펌프를 포함하며, 상기 액체 링은 사용할 수 있다면 간단하게 미리 정수된 해수 또는 음료수이다. 선택적인 구현예에 있어서, 이들 진공 생성 수단은 예를 들어, 배출기(ejector)를 포함할 수 있다.
미국 특허번호 제5 352 361호에 개시된 바와 같이, 이러한 타입의 멤브레인 모듈은 바람직하게는 축에 대하여 필수적으로 평행하게 축을 따라 신장하는 중공 파이버 멤브레인을 수용하며, 이에 의해 상기 처리되는 해수는 상기 멤브레인 모듈 내부를 순환한다. 이들 멤브레인 모듈은 또한 상기 멤브레인 축에 대하여 필수적으로 수직하게 신장하는 적어도 하나의 흐름 전환 요소를 수용한다. 이러한 흐름 전환 요소의 사용은 상기 해수 흐름이 파이버에 대하여 벗어나거나 반대로 흐르는 멤브레인 모듈 내에 순응하도록 할 수 있다. 이들 전환 요소의 사용은 스태틱 믹서와 같이 거동하는 멤브레인 모듈 내에서 동역학적 현상(dynamic phenomena)의 생성을 가능하게 한다. 다른 말로, 이러한 타입의 멤브레인 모듈의 사용은 처리되는 액체와 내부에 주입되는 환원제(reducing agent) 간의 균일한 혼합 및 이 방법에 있어서, 물과 그와 같은 역할을 하는데 요구되는 산소-저감 화학약품간의 접촉시간의 감소를 얻을 수 있게 한다는 사실로 인해 특히 유익하다.
아래 설명하는 바와 같이, 처리되는 물에 산소-저감 화학약품의 주입은 탈산소화를 개선시킬 수 있게 한다. 상기 멤브레인 모듈이 스태틱 믹서와 같이 거동한다는 사실은 또한 해수의 탈산소화를 유리하게 한다. 이러한 모든 것은 그에 대한 접촉 탱크의 추가를 방지함으로써 설비의 크기를 감소시키도록 한다.
상기 접촉기(11)는 카터(carter)에 평행하게 삽입된 중공 파이버, 코일로 감겨진 또는 슬라이스로 적층된 평면 멤브레인, 또는 하나는 상기 액체의 통로로 지정되고, 다른 하나는 가스의 통로로 지정되는 2개의 별개의 구획을 생성할 수 있는 다른 어떤 타입의 배열로 이루어질 수 있는 복수의 멤브레인을 수용한다.
도 2는 각 멤브레인 접촉기(11)에 사용되는 복수의 포어(201)를 보여주는 소수성 멤브레인(20)의 개략적인 단면도를 나타낸다. 상기 멤브레인은 다공성 유기 물질(예를 들어, 폴리프로필렌, PVDF 등)로 이루어지고, 소수성이어서, 상기 포어(201)는 이를 통해 물은 통과시키지 않으며, 오직 가스만을 통과시킨다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 처리 방법의 사용을 위한 설비(31)는 미디어 여과 설비(media filtration installations)(32), 분리 경제(cutoff threshold)가 10-2 내지 10-1㎛인 멤브레인 상의 한외여과 설비(ultrafiltration installations)(33), 분리 경계가 10-1 내지 1㎛인 멤브레인 상의 정밀여과 설비(34)에 앞서서 수행된다. 상기 용어 미디어 여과는 과립형 또는 섬유상 재료 및 재료 기재, 즉, 샌드 필터, 2층 필터, 멀티미디어 필터, 규조 필터(diatomous filter), 펠트계 섬유로 충진된 예비-막 필터(pre-layer filter) 등 기계적 여과의 어떠한 타입을 나타낸다. 본 발명에 따른 방법의 사용을 위한 설비는 또한 예를 들어, 역삼투 또는 나노여과를 사용하는 선택적인 탈염 또는 탈이온화 설비(35)에 앞서 수행되거나 후속한다.
본 발명에 따라, 해저 시추 주입수 생산을 위한 해수 처리 방법은 아래에 기재한다.
본 발명에 따른 해수 처리 방법
본 발명에 따른 해수처리 방법은 상기한 바와 같은 설비 내에서 처리되도록 해수를 통과시킬 수 있다.
처리되는 상기 해수는 공급 파이프(12) 및 공급 매니폴드(121)를 통해 각 배터리의 제1 접촉기(11) 내로 주입되며, 한편, 본 경우에는 포착가스로서 순도가 바람직하게는 95% 몰 이상이고, 99.9% 몰 이상이 유리한 질소가 네트워크(14) 및 접촉기(11)의 각각에 유입구 연결부(113)를 통해 주입된다.
선택적인 구현예로서, 상기 포착 가스는 근해 플랫폼에서 이용가능하며, 바람직하게는 적어도 50% 몰의 메탄으로 구성되는 석유 가스일 수 있다. 이 경우 상기 해수(화살표 E) 및 포착 가스(화살표 G)는 접촉기(11)의 각각에 독립적으로 소수성 멤브레인의 다른 측면 상에 독립적으로 반대로 각각 순환한다.
석유가스는 특정 양의 CO2를 포함한다. 이러한 이유로서, 본 분야에서의 통상의 기술자는 부적합한 포착 가스로서의 사용을 생각할 것이다. 사실, 처리 중에 물로 이동하여 물의 산화를 야기하는 여기에 포함된 상기 CO2 또는 이의 최소한의 일부분은 위험하다고 생각된다.
출원인은 석유 가스는 포착 가스로서 사용될 수 있어, 특정한 이익을 제공한다고 설명하였다. 오일 추출 중에 근해 설비에서 직접 생산된 이러한 가스는 직접적으로 이용할 수 있는 원료를 대표한다 이러한 가스의 사용은 플랫폼상에 질소의 생성을 피할 수 있게 하며, 그리하여 설비의 운전 비용을 감소시킨다.
병렬로 진공 생성 수단이 사용되고 있으며, 그로 인해 포착 가스 말단의 250mmHg 미만(즉, 대략 33,320Pa), 바람직하게는 50mmHg 미만의 압력으로 낮춰진다.
상기 액체 측의 압력이 상기 포착가스 말단에서의 압력보다 크고, 가스/액체 계면은 멤브레인 포어에서 고정된다.
가스상에서 음의 압력의 생성 및 산소 함량이 실질적으로 제로인 포착 가스의 사용(바람직하게는 5% 몰 이하의 산소 함량)은 해수에 용해된 산소를 제거하기 위하여 사실상 2개의 이동 하중의 혼합인 이동 하중을 사용할 수 있게 한다:
-진공을 생성함으로써 증기상의 전체 압력의 감소
-산소-제거 가스, 즉, 순도 95% 및 바람직하게는 99.9% 몰 이상인 질소로 치환하여 기상의 산소 함량을 고갈시킴으로써 부분 산소 압력의 감소
이 방법에 있어서, 포착 가스의 낮은 산소 함량 및 낮은 압력으로 인해, 용해된 산소의 용해도 및 해수에서 용해된 다른 가스의 용해도가 감소하여 초기에 해수에 용해된 산소가 소수성 멤브레인의 포어를 통해 이동하고, 포착 가스와 혼합한다.
해수에 초기에 용해된 산소의 감소 속도는 더욱 줄어들 수 있다. 이 때문에, 운송되는 해수에 산소-감소 화학약품 주입을 위한 선택적 구현예를 파악할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 2개의 연속적인 접촉기 사이에 적어도 하나의 주입이 수행된다.
상기한 설비에 있어서, 환원제의 주입은 배터리 각각의 제2 및 제3 접촉기 사이에 위치되는 주입기(17)를 활성화함으로써 수행된다. 각 배터리가 4개의 접촉기(11)을 포함하는 선택적 구현예에 있어서, 바람직하게는 이들 주입기가 제2 및 제3 접촉기 사이 또는 제3 및 제4 접촉기 사이에 위치되는 것을 생각할 수 있다.
해수 순환 및 포착 가스 순환 단계의 사용 이전에 미디어 여과 단계 및/또는 정밀여과 단계 및/또는 한외여과 단계의 사용을 생각할 수 있다.
상기 순환 단계 전 또는 후에 탈염 단계 및/또는 탈이온화 단계의 사용을 또한 생각할 수 있다.
이는 특히 멤브레인 상에 염 및 이온의 침전을 방지하게 할 수 있다.
다른 선택적 구현예로서, 가스상으로부터 수증기 응축액을 분리시키기 위해 진공 장치의 배출구에 가스/액체 분리 단계를 사용하는 것을 생각할 수 있다.
테스트
직렬로 집합된 3과 1/2 인치 Liqui-Cel 멤브레인 모듈로 구성된 단일 배터리를 포함하는 상기한 바와 같은 타입의 설비가 테스트되었다.
첫 번째 테스트에서, 산소-감소 화학약품의 주입없이 설비를 사용하였다.
130ℓ/hr의 주입구 해수 흐름 속도를 사용하였으며, 상기 물은 또한 온도 15℃ 및 염도 39g/ℓ이었다.
80㎜Hg(10664Pa)의 압력에서, 그리고 멤브레인 몰듈 당 0.1N㎥/hr의 흐름 속도로 99.9% 몰의 순수 질소를 포착 가스로 사용하였다.
상기 설비에서 사용된 해수의 용해된 산소 농도를 측정하였는바, 8085ppb임을 알았다.
상기 해수의 용해된 산소 농도를 또한 제1 모듈의 배출구, 제2 모듈의 배출구 및 제3 모듈의 배출구에서 측정하였다.
제1 모듈의 배출구에서, 상기 물의 용해된 산소 농도는 634ppb이었다. 제2 모듈의 배출구에서, 상기 물의 용해된 산소 농도는 82ppb이었다. 마지막으로 제3 모듈의 배출구에서, 상기 물의 용해된 산소 농도는 17ppb이었다.
두 번째 테스트에서, 상기 설비의 제2 모듈 및 제3 모듈 사이에 환원제, 즉, 소듐 비술파이트(Hydrex®1320의 명칭으로 판매됨)를 1㎎/ℓ의 용량으로 주입하는 것을 적합한 소프트웨어 프로그램을 사용하여 모사하였다. 이 컴퓨터 모사는 이러한 주입이 5ppb 미만에서 실제 사용된 경우 얻어진 용해된 산소 함량을 평가하는 것을 가능하게 하였다.
본 발명에 따른 해수 처리방법의 사용은 근해 플랫폼에서 통상적으로 사용된 본 분야에 따른 기술과 비교하여 많은 이점을 제공한다.
특히, 산소-감소 화학약품의 주입 없이도 용해된 산소 함량이 30ppb 미만인 처리수를 생산할 수 있게 한다. 이러한 성능 수준은 산소 감소 화학약품을 주입 없이 본 분야에 따른 기술을 사용하여서는 경제적으로 달성할 수 없다.
나아가, 상기 기술은 산소 감소 화학 약품을 주입하거나 주입하지 않고, 용해된 산소 함량이 10ppb 미만인 물을 생산할 수 있게 한다. 이러한 성능 수준은 산소 감소 화학약품을 주입하지 않고 본 분야에 따른 기술을 사용하여서는 얻을 수 없다.
이는 화학 제품의 사용을 제한하면서 오일 생산자에 의해 사용되는 표준에 따른 주입수의 생산을 가능하게 한다.
나아가, 본 발명에 따른 방법은 처리되는 물의 흐름 속도에서의 변수, 접촉기를 간단하게 제거하거나 첨가함에 의한 물의 특성(온도, 용해된 가스 농도)의 변화에 따라 처리 용량이 쉽게 변하는 설비에 사용될 수 있다는 점에서 상당한 유연성 및 모듈성을 나타낸다. 이는 본 분야에 따른 기술과 비교하여 특히 유리하다. 사실, 진공 탈기 또는 제거 타워의 용량의 증가 또는 MINOXTM 방법은 병렬로 새로운 유닛의 건조를 요구한다.
본 발명에 따른 설비의 중량은 운전시 칼럼 부피에 보유된 물의 양으로 인해 무거운 진공 탈기 또는 제거 타워의 종래 기술에 따른 설비의 중량에 비하여 상당히 낮다.
예를 들어, 용량 13,500㎥/hr의 해수 탈산소화 처리를 위해 평가된 설비 운전시 함유된 물을 포함하는 전체 중량은 다음과 같다.
-진공 타워(또는 제거 타워) 150톤;
-MINOXTM 방법의 사용을 위한 설비 50 내지 80톤;
-본 발명에 따른 방법의 사용을 위한 설비 30톤
그러므로, 본 발명에 따른 방법의 사용은 MINOXTM 방법에 비하여 최소 40% 및 바람직하게는 60%, 그리고 진공 또는 제거 타워에 비하여 50% 및 잠재적으로는 90%의 중량 이득을 가능하게 한다.
비표면적은 주어진 체적에 대한 가스와 액체 사이의 표면적 변화를 나타낸다. 본 발명에 따른 방법의 사용을 위한 설비의 상기 비표면적은 5000㎡/㎥ 이상일 수 있으며, 반면 진공 또는 제거 타워의 경우에는 일반적으로 50 내지 500㎡/㎥이다. 그러므로 본 발명에 따른 방법의 사용은 사용자가 진공 또는 제거 타워에 비하여 50 내지 80%의 공간적 이득을 얻을 수 있게 한다. 마찬가지로, MINOXTM 방법의 사용과 비교하여 얻어진 공간적 이득은 5 내지 30%이다.
Claims (19)
- 해수의 탈산소화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 탈산소화 단계는
-연속적으로 집합되고 적어도 하나의 다공성이고 소수성인 멤브레인을 각각 수용하는 복수의 멤브레인 모듈을 결합하는 적어도 하나의 배터리를 통해 상기 해수를 순환시키는 단계;
-상기 해수의 흐름을 통해 또는 그 흐름에 반하여 용해된 산소 농도 5% 몰 이하를 갖는 화학적으로 불활성인 포착 가스를 상기 해수의 흐름을 통해 상기 멤브레인 모듈 각각을 거쳐 독립적으로 순환시키는 단계를 포함하며,
상기 해수 및 상기 포착 가스는 각각 상기 멤브레인의 다른 쪽으로 순환하는 것인 초기에 해수에 용해된 산소가 고갈된 해저 오일 시추수의 생산을 위한 근해 플랫폼 또는 구조물에 결합되는 설비에서 해수 처리 방법. - 제 1항에 있어서, 두 개의 연속적인 멤브레인 모듈 사이에 적어도 하나의 환원제를 주입하는 적어도 하나의 주입 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수 처리 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 포착 가스는 순도가 95% 이상인 질소인 것을 특징으로 하는 수 처리 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 포착 가스는 순도가 99.9% 이상인 질소인 것을 특징으로 하는 수 처리 방법.
- 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 대기 성분 분리방법으로 상기 질소를 제조하는 제조단계를 포함하며, 상기 제조단계는 근해 플랫폼 또는 구조물 상에서 수행되는 것을 특징으로 하는 해수 처리 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 포착 가스는 적어도 50% 몰의 메탄을 포함하는 석유 가스인 것을 특징으로 하는 해수 처리 방법.
- 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 포착 가스는 5% 내지 30% 몰의 CO2를 함유하는 석유 가스인 것을 특징으로 하는 해수 처리 방법.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 포착 가스의 압력은 20 내지 250㎜Hg(2666 내지 33,320Pa)인 것을 특징으로 하는 해수 처리 방법.
- 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멤브레인 모듈 각각에서 상기 해수의 접촉시간은 1 내지 5초인 것을 특징으로 하는 해수 처리 방법.
- 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 순환단계는 미디어 여과 단계 및/또는 정밀여과 단계 및/또는 한외여과 단계에 앞서 수행되는 것을 특징으로 하는 해수 처리 방법.
- 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 순환단계는 탈염단계 및/또는 탈이온화 단계 이전 또는 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는 해수 처리 방법.
- 해수에 처음부터 용해된 산소가 고갈된 해저 오일 시추 주입수의 생산을 위해 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 해수 처리 방법을 실시하기 위한 근해 플랫폼 또는 구조물 상에 설치하기 위한 해수 처리 설비로서,
직렬로 집합된 복수의 멤브레인 모듈(11)을 결합하는 적어도 하나의 배터리(B1, B2, B3)를 포함하고, 상기 배터리(B1, B2, B3)는 처리되기 위한 공급수에 연결되는 유입구(111) 및 처리된 배출수에 연결된 배출구(112)를 포함하며, 상기 멤브레인 모듈(11) 각각은 적어도 하나의 다공성이고 소수성인 멤브레인(20)을 수용하고, 포착가스 유입구 연결부(113) 및 상기 처음부터 용해된 산소가 풍부한 상기 포착가스의 배출 연결부(114)를 갖는 것을 특징으로 하는 해수 처리 설비. - 제 12항에 있어서, 적어도 한 쌍의 연속되는 모듈(11) 중 두 개의 모듈(11) 사이에 적어도 하나의 환원제를 주입하는 주입수단(17)을 포함하는 것을 특징으로 하는 해수 처리 설비.
- 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 배터리(B1, B2, B3)는 직렬로 집합된 3 내지 5개의 멤브레인 모듈(11)을 결합하는 것을 특징으로 하는 해수 처리 설비.
- 제 14항에 있어서, 상기 배터리(B1, B2, B3)는 직렬로 집합된 4개의 멤브레인 모듈(11)을 결합하는 것을 특징으로 하는 해수 처리 설비.
- 제 13항 또는 제 14항에 있어서, 상기 주입 수단(17)은 상기 배터리(B1, B2, B3)의 제2 및 제3 멤브레인 모듈(11) 사이 또는 제3 및 제4 멤브레인 모듈 사이에 위치되는 것임을 특징으로 하는 해수 처리 설비.
- 제 12항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 멤브레인(20)은 중공 섬유 멤브레인인 것을 특징으로 하는 해수 처리 설비.
- 제 12항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모듈(11)은 상기 멤브레인(20)의 축에 대하여 필수적으로 수직하게 신장하는 적어도 하나의 흐름 전환 요소를 수용하는 것을 특징으로 하는 해수 처리 설비.
- 제 12항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서,
-평행하게 집합된 복수의 배터리(B1, B2, B3);
-처리수 배출 매니폴드(131);
-처리되는 물의 공급 매니폴드(121);
을 포함하며, 상기 배터리(B1, B2, B3) 각각의 유입구(111)가 상기 공급 매니폴드(121)에 연결되고, 그리고 상기 배터리(B1, B2, B3)의 상기 배출구(112)가 상기 배출 매니폴드(131)에 연결되는 것을 특징으로 하는 해수 처리 설비.
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