KR20200029525A - 전력 생산 공정 - Google Patents

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KR20200029525A KR1020207003986A KR20207003986A KR20200029525A KR 20200029525 A KR20200029525 A KR 20200029525A KR 1020207003986 A KR1020207003986 A KR 1020207003986A KR 20207003986 A KR20207003986 A KR 20207003986A KR 20200029525 A KR20200029525 A KR 20200029525A
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살트크래프트 에이피에스
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Abstract

지열 원으로부터 얻어지는 온 염수 스트림(1)으로부터 전기를 생산하는 공정. 상기 공정은 삼투 펌프 유닛(7)을 통하여 이동시킴에 의하여 스트림(1)에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 상기 스트림의 총 압력 증가로 변환시키는 것을 포함한다. 상기 스트림은 반투막(8) 상으로 이동되고, 저 염도 스트림(14)은 상기 막(8)의 다른 면 상응로 이동되어, 이후 공정 단계에서의 기계적 펌핑을 위한 요구가 감소된다.

Description

전력 생산 공정
본 발명은 전력 생산을 위한 공정에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 지열 원(source)으로부터 얻어지는 온(warm) 염수 스트림으로부터의 전력 생산에 관한 것이다.
화석 연료에 의존하지 않는 새롭고, 재생가능한 자원에 대한 많은 노력이 수행되고 있다. 인지된 가능한 재생 가능한 에너지 원은 지열 에너지 및 잠재 삼투 에너지를 포함하고, 이와 같은 자원으로부터 전력을 생산하는 다양한 기술들이 제안되고 있다. 하지만, 이들을 상업적으로 사용 가능하도록 하기 위하여 이와 같은 기술들의 효율을 증가시키는 것에 대한 요구가 여전히 존재한다. 따라서, 지열 및/또는 삼투력 원(source)으로부터 전력을 추출하는 보다 효율적인 방법을 확인하는 것이 바람직할 것이다.
WO2016/037999은 지열 지층으로부터 온 염수 스트림을 추출하는 단계를 포함하는 전기 생산을 위한 공정을 개시하고 있고, 및 (a) 상기 스트림에 존재하는 열 에너지를 전기로 변환하는 단계, 및 (b) 삼투력 유닛을 통과시킴에 의하여 상기 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 전기로 변환시키는 단계를 포함한다. 동일 자원으로부터 서로 다른 형태의 에너지를 추출함으로부터 예상될 수 있는 전력 생산에 있어서의 증가에 더하여, WO2016/037999은 열 전력 유닛의 손상을 초래하는 스트림의 높은 염 함량 및 상업적으로 입수 가능한 삼투막의 작동 효율 및/또는 수명을 감소시키는 스트림의 높은 온도를 포함하는 지열 지층으로부터의 온 염수 스트림의 특징에 의하여 초래되는 각 공정에서의 비효율성을 감소시키기 위하여, 어떻게 두개의 에너지 추출 공정이 서로 상호 보완하는지를 논의하고 있다. 그와 같은 공정의 경제성을 향상시키기 위한 방법을 확인하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 완화시키고자 한다. 대안으로, 또는 추가적으로, 본 발명은 개선된 전력 생산 공정을 제공하고자 한다.
일 구체예에서, 본 발명은 전력 생산 공정을 제공하고, 상기 공정은 지열 지층으로부터 온 염수 스트림을 추출하는 단계; 열 전력 유닛을 통과시킴에 의하여 상기 스트림으로부터 열 에너지를 추출하는 단계; 및 이후의 공정 단계에서 기계적 펌핑의 필요성을 감소시키기 위하여, 상기 스트림이 물은 통과시키지만 염은 통과시키지 않는 반투막의 일 면 위로 유동하고, 상기 스트림보다 염도가 낮은 액상 스트림은 상기 막의 다른 면 위로 유동하는 삼투 펌프 유닛을 통하여 이동시킴에 의하여, 염수 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 상기 스트림의 총 압력의 증가로 변환하는 단계를 포함한다.
일 구체예에서, 본 발명은 전력 생산 공정을 제공하고, 상기 공정은 지열 지층으로부터 온 염수 스트림을 추출하는 단계; 열 전력 유닛을 통과시킴에 의하여 상기 스트림에 존재하는 열 에너지를 추출하는 단계; 및 염수 스트림을 상기 스트림이 물은 통과시키지만 염은 통과시키지 않는 반투막의 일 면 위로 유동하고, 상기 스트림보다 염도가 낮은 액상 스트림은 상기 막의 다른 면 위로 유동하는 삼투 펌프 유닛으로 통과시켜 더 높은 압력의 배출부 스트림을 생산하는 단계를 포함한다.
일 구체예에서, 본 발명은 전력 생산 공정을 제공하고, 상기 공정은 지열 지층으로부터 온 염수 스트림을 추출하는 단계; 열 전력 유닛을 통과시킴에 의하여 상기 스트림에 존재하는 열 에너지를 추출하는 단계; 및 상기 스트림을 상기 스트림이 물은 통과시키지만 염은 통과시키지 않는 반투막의 열 면 위로 유동하고, 상기 스트림보다 염도가 낮은 액상 스트림은 상기 막의 다른 면 위로 유동하는 삼투 펌프 유닛을 통과시킴에 의하여, 전기 생산을 위하여 상기 스트림 내에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 사용하는 대신에, 또는 상기 에너지를 사용함과 함께, 염수 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 상기 스트림의 총 압력의 증가로 변환시키는 단계를 포함한다.
일 구체예에서, 본 발명은 전력 생산 시스템을 제공하고, 상기 시스템은 지열 지층으로부터 추출되는 온 염수 스트림으로의 연결부; 온 염수 스트림으로부터 열 에너지를 추출하기 위하여 배치되는 열 전력 유닛, 및 고 염분의 스트림과 저 염분의 주입부 스트림 사이의 염도 차이를 이용하여 온 염수 스트림으로부터 유도되는 고 염분 주입부의 총 압력을 증가시켜 고 압력의 배출부 스트림을 생산하기 위하여 배치되는 삼투 펌프 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 구체예와 관련하여 기술된 구성은 본 발명의 다른 구체예에 포함될 수 있는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 방법은 본 발명의 장치에 참조와 함께 기술된 임의의 구성을 포함할 수 있고, 그 반대도 동일하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전력 생산 공정의 개략도를 보여주고,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전력 생산 공정의 개략도를 보여주고,
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 전력 생산 공정의 개략도를 보여주고,
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 전력 생산 공정의 개략도를 보여주고,
도 5는 복수의 삼투 유닛이 사용되는 도 1의 공정의 변형을 보여주고,
도 6은 대안적 주입부 스트림을 갖는 도 5의 변형을 보여주고,
도 7은 대안적 배출부 스트림을 갖는 도 6의 변형을 보여주고, 및
도 8은 본 발명의 공정에 사용되는 삼투 펌프 유닛을 보여준다.
본 발명의 예는 도면과 함께 예시적인 방법으로 설명될 것이다.
본 발명의 일 구체예에서, 전력 생산 공정이 제공되고, 상기 공정은 지열 지층으로부터 온 염수 스트림을 추출하는 단계; 및 상기 스트림이 물은 통과시키지만 염은 통과시키지 않는 반투막의 일 면 위로 유동하고, 상기 스트림보다 염도가 낮은 액상 스트림은 다른 면 위로 유동하는 삼투 펌프 유닛을 통과함에 의하여 상기 스트림의 총 압력을 증가시키는 단계를 포함한다. 전기 생산을 위하여 잠재 삼투 에너지를 사용하는 기존의 방법과 대비하여, 본 발명의 방법은 염수 스트림으로부터 유도되는 더 높은 압력의 배출부 스트림을 생산하기 위하여 스트림을 펌프(예를 들어, 에너지를 증가)하기 위하여 잠재 삼투 에너지를 사용한다.
따라서, 전기 생산을 위하여 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 사용하는 대신에, 또는 이를 사용함과 함께, 공정은 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 스트림의 총 압력을 증가시키는데 사용하는 것을 포함한다. 스트림의 전체 압력을 증가시키는 것은 이후의 공정 단계에서 기계적인 펌핑을 위한 필요성을 감소시킨다. 공정은 따라서, 공정의 다른 단계에서 기계적인 펌프 작업을 상쇄하기 위하여 상기 염수 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 사용하는 것을 포함한다. 이와 같은 공정은 시스템 내에서, 전기 생산 공정에 있어서의 비효율성 때문에, 잠재 삼투 에너지를 전기로 변환하는 WO2016/037999에 기술된 시스템과 비교하여 보다 효율적인 시스템(예를 들어 더 큰 순 에너지 게인)을 생산하는 결과를 초래할 수 있다.
총 압력(
Figure pct00001
)은 다음과 같이 정의될 수 있다:
Figure pct00002
.
상기 식에서 p는 정압력이고, q는 동압력이고,
Figure pct00003
는 유체 밀도이고, g는 중력가속도이고, h는 기준점으로부터의 높이이다. 동압력은 다음과 같이 정의될 수 있다:
Figure pct00004
상기 식에서, v는 유체의 속도이다. 따라서, 액상 주입 스트림으로부터 염수 스트림으로의 막을 가로지르는 물의 유동 결과로, 삼투 펌프 유닛의 바로 업스트림인 염수 스트림의 총 압력은 삼투 펌프 유닛의 바로 다운스트림의 총 압력보다 더 클 수 있다.
염수 스트림의 총 압력의 증가는 스트림의 체적 유량(즉, 단위 시간당 유동하는 액체의 부피) 및/또는 질량 유량(즉, 단위 시간당 유동하는 물질의 질량)의 상응하는 증가를 초래할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 삼투 펌프 유닛의 바로 업스트림인 염수 스트림의 체적 유량 및/또는 질량 유량은 삼투 펌프 유닛의 바로 다운스트림인 염수 스트림의 체적 유량 및/또는 질량 유량 미만일 수 있다.
삼투 펌프 유닛으로의 초기 주입부는 하나의 고 염도 스트림 및 하나의 저 염도 스트림을 포함한다. 두개의 스트림이 막 상으로 이동함에 따라, 저 염도 스트림으로부터의 물이 막을 가로질러, 고 염도 스트림으로 유동하고, 이에 의하여 상기 스트림의 총 압력을 증가시킨다. 다시말해, 스트림 내에 존재하는 잠재 삼투 에너지는 펌프 유닛을 통해 이동함에 의하여 총 압력의 증가로 변형된다. 삼투 펌프 유닛으로부터의 두개의 배출부는 (저압) 고 염도 스트림으로부터 유도된 고 압력의 스트림과 저 염도 스트림으로부터 유도된 스트림을 포함할 수 있다.
'고 압력'이라는 표현은 유닛으로의 고 염분 스트림 주입부의 총 압력에 대한 삼투 펌프 유닛으로부터의 스트림 배출부의 총 압력을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 막을 지난 이후, 두번째 스트림(초기 저 염도 스트림)의 염도가 증가하는 반면, 첫번째 스트림(초기 고 염도 스트림)의 염도는 감소할 것이다.
삼투 펌프 유닛에 의한 고 압력 스트림 배출부의 적어도 일부, 예를 들어, 이의 전부는 재주입 우물(well)을 통하여 땅으로 분사될 수 있다. 재주입 우물은 통상적인 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 따라서, 염수 스트림의 총 압력이 삼투 펌프 유닛을 통한 이동에 의하여 증가된 이후에, 공정은 스트림의 적어도 일부를 지하 지층으로 주입하는 것을 포함할 수 있다. 삼투 펌프 유닛에 의하여 수행된 작업의 결과에 의한 스트림의 증가된 총 압력은 스트림을 지하로 주입하기 위하여 요구되는 일의 양을 감소시킬 수 있고, 이에 의하여, 공정의 전체 효율을 증가시킬 수 있다. 따라서, 상기 스트림이 물은 통과하지만 염은 통과하지 않는 반투막의 일 면 위로 유동하고, 상기 스트림보다 염도가 낮은 액상 스트림은 상기 막의 다른 면 위로 유동하는 삼투 펌프 유닛을 통하여 이동함에 의하여 공정은 상기 스트림의 총 압력을 증가시켜, 상기 스트림을 지하 지층으로 주입하는 동안의 기계적 펌핑을 위한 필요성을 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
공정은 또한 액상 출구 스트림(삼투 펌프 유닛을 통한 이동 이후에 저 염분 스트림으로부터 유도됨)을 지하 지층으로 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 대안으로, 액상 출구 스트림은 강 또는 호수, 예를 들어, 액상 도입 스트림이 얻어진 근원(source)으로 돌아갈 수 있다.
삼투 펌프 유닛에 의한 고 압력 스트림 배출부의 적어도 일부, 예를 들어 이의 모두는 압력 교환기를 통하여 이동될 수 있다. 압력 교환기는 상기 스트림의 총 압력을 증가시키기 위하여 고 압력 스트림으로부터 저 압력 스트림으로 에너지를 전달하기 위하여 구비될 수 있다. 저 압력 스트림의 압력을 증가시키는 것은 그 스트림이 사용되는 공정의 효율을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 저 압력 스트림의 증가된 압력은 주어진 유속을 달성하기 위하여 다른 공정에서 요구되는 펌프 작업의 양을 감소시킬 수 있다.
따라서, 공정은 상기 스트림이 물은 통과시키지만 염은 통과시키지 않는 반투막의 일 면 위로 유동하고, 상기 스트림보다 염도가 낮은 액상 스트림은 상기 막의 다른 면 위로 유동하는 삼투 펌프 유닛을 통하여 이동하고, 그 후 그와 같이 생산된 고 압력 스트림을 사용하여 압력이 증가된 스트림을 생산하기 위하여 다른 스트림의 총 압력을 증가시킴에 의하여 상기 스트림의 총 압력을 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 압력이 증가된 스트림은 담수화 플랜트에서 사용될 수 있다. 공정은 염수 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 상기 스트림의 총 압력의 증가로 변환하고, 그 후, 상기 총 압력에 의하여 반영되는 에너지를 제2의, 다른 스트림에 대한 작업을 하는데 사용하여, 그 스트림의 압력을 증가시키는 것을 포함할 수 있다.
삼투 유닛에 의한 고 압력 스트림 배출부의 적어도 일부, 예를 들어 이의 전부는 다른 스트림과 혼합될 수 있다. 염수 스트림의 총 압력이 삼투 펌프 유닛을 통한 이동에 의하여 증가된 이후, 공정은 상기 스트림을 다른 스트림과 혼합하는 것을 포함할 수 있다.
공정은 예를 들어, 열 전력 유닛을 통한 이동에 의하여 상기 온 염수 스트림에 존재하는 열 에너지를 추출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 온 염수 스트림으로부터 열 에너지를 추출하는 단계는 상기 스트림에 존재하는 열 에너지가 전기 또는 열로 변환되는 열 전력 유닛을 통한 이동에 의하여 상기 온 염수 스트림의 온도를 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
임의의 적절한 수단이 온 염수 스트림으로부터 열 에너지를 추출하기 위하여 사용될 수 있다. 스트림은 열 교환기를 포함하는 열 전력 유닛을 통하여 이동될 수 있다. 스트림은 스팀 제너레이터를 포함하는 열 전력 유닛을 통하여 이동될 수 있다. 온 염수 스트림으로부터 열 에너지를 추출하는 것은 열 에너지를 전기 또는 열로 로 변환하는 것을 포함할 수 있다.
공정은 열 교환기를 포함하는 열 전력 유닛을 통하여 스트림을 이동시킴에 의하여 열의 형태로 온 염수 스트림으로부터 열 에너지를 추출하는 것을 포함할 수 있다. 공정은 이와 같이 생산된 열을 지역 난방 시스템에 사용하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 전력 유닛은 온 염수 스트림으로부터의 열을 지역 난방 시스템의 순환 유체로 전달하기 위하여 구비될 수 있다. 열 교환기의 사용이 많은 경우에 선호되고, 특히, 지열 지층으로부터 도입되는 온 염수 스트림의 초기 온도가 150 °C 미만인 경우에 선호된다.
공정은 스팀 제너레이터를 포함하는 열 전력 유닛을 통하여 온 염수 스트림을 이동시킴에 의하여 온 염수 스트림으로부터의 열 에너지를 전기로 변환하는 것을 포함할 수 있다. 특히, 스트림이 초 고온 및 초 고압일 때, 지열 스트림으로부터의 스팀은 직접 스팀 제너레이터를 구동하기 위하여 사용될 수 있다. 액상, 또는 가스상, 또는 이들 모두인 온(warm) 스트림을 다루는 통상적인 수단은 잘 알려져 있고, 임의의 이와 같은 수단이 본 발명에서 사용될 수 있다.
공정은 펌프, 예를 들어 기계적 펌프를 통하여 이동시킴에 의하여 고 압력의 스트림의 총 압력을 더 증가시키는 것을 포함할 수 있다.
특정 환경에서, 고 염분 스트림과 저 염분 스트림 사이의 염도 구배(또는 삼투 구배)를 사용하는 것이 고 염분 스트림의 총 압력을 증가시키고, 및 전기를 생산하기 위하여 유리할 수 있다. 따라서, 스트림을 삼투 펌프 유닛을 통하여 이동시키는 것에 더하여, 공정은 스트림이 물은 통과시키지만 염은 통과시키지 않는 반투막의 일 면으로 이동하고, 액상 도입 스트림으로부터 유도되는 저 염도 스트림은 상기 막의 다른 면으로 이동하는 삼투력 유닛을 통하여 이동시킴에 의하여 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 전기로 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 대안으로, 공정은 상기 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 전기로 변환하는 것을 포함하지 않을 수 있다.
지열 지층은 적어도 45 °C, 바람직하게는 적어도 55 °C, 예를 들어 적어도 70 °C의 온도를 갖는 온 염수 스트림을 배출할 수 있다. 염 함량은 포화에 이르기까지의 임의의 값일 수 있다. 바람직하게는 염 함량은 적어도 10 wt%, 바람직하게는 적어도 15 wt%, 특히 적어도 20 wt%이다. 지열 원(source)으로부터의 염수 스트림은 염화나트륨의 양이 우세한 다양한 종류의 용융 염을 포함할 수 있고, "염 함량"은 총 염의 함량을 의미하는 것을 이해될 수 있다. 이와 같은 스트림에 존재하는 염의 정확한 특성은 중요하지 않다. 유사하게, 고 염도(더 높은 염도) 및 저 염도(더 낮은 염도)라는 표현은 이에 상응하는 "염 함량"을 갖는 스트림을 의미하는 것으로 사용되고, 그와 같은 스트림에 존재하는 염의 정확한 특성이 중요한 것은 아니다. 삼투막의 저 염분 측 및 고 염분 측 사이의 1 wt% 염도 차이는 10 bar의 삼투압을 도출할 수 있다.
따라서, 삼투 펌프 유닛의 바로 업스트림인 고 염도 스트림의 유로 상 지점과 삼투 펌프 유닛의 바로 다운스트림의 지점 사이의 총 압력 차이는 10 bar 초과, 예를 들어 20 bar 초과, 예를 들어 50 bar 초과일 수 있다. 이와 같은 압력의 차이는 적어도 부분적으로는 주입부 스트림의 염도 및 막의 압력 저항에 의존할 수 있음이 이해될 것이다.
편의를 위하여, 지열 지층으로부터 추출되는 온 염수 스트림에 존재하는 열 에너지를 추출하는 공정은 이후 단계 (a)로 표시될 수 있다. 상기 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 총 압력의 증가로 변환하는 공정은 이후 단계 (b)로 표시될 수 있다.
본 발명의 공정은 지열 지층으로부터 얻어지는 온 염수 스트림을 사용한다. 온(warm) 스트림은 통상적인 드릴링(drilling) 기술을 이용하여 땅으로부터 추출되고, 일반적으로 단계(a) 및/또는 (b) 이전에 임의의 필요한 전처리 단계의 대상이 된다. 예를 들어, 고체 물질을 제거하기 위한 여과가 필요할 수 있고, 온 스트림의 정확한 특성에 따라 다른 통상적인 공정들이 필요할 수 있다. 일부 지열 스트림은 매우 높은 염 함량을 갖고, 단계 (b) 이전에 단계 (a)가 수행되는 경우, 온도 강하시에 고체 염의 침전을 방지하기 위하여 단계(a) 수행 전에 염의 함량을 감소시키는 것이 필요할 수 있다.
본 발명의 공정의 단계 (a)는 열 에너지를 전기 또는 열로 변환하고, 반면, 본 발명의 공정의 단계 (b)는 스트림의 총 압력 증가를 위하여 상기 스트림과 액상 도입 스트림 사이의 염도 구배를 사용한다. 단계 (a)와 (b)는 염수 스트림의 유동 경로를 따라 각 순서로 수행될 수 있고, 또는 유동 경로의 동일 지점에서 수행될 수 있다. 만약 단계 (a)가 먼저 수행되는 경우(예를 들어, 단계 (b)의 업스트림), 단계 (a)로부터의 배출부는 냉각된 염수 스트림이고, 이는 단계 (b)의 삼투 펌프 유닛으로 이동된다. 만약 단계 (b)가 우선 수행되는 경우(예를 들어, 단계 (a)의 업스트림), 단계 (b)의 배출부는 염도가 감소된 온(warm) 스트림이고, 이는 단계 (a)로 이동된다.
바람직하게는 단계 (a)가 먼저 수행된다. 일 구체예에서, 단계 (a)와 (b)는 동시에 수행된다: 그와 같은 구체예에서, 삼투 펌프 유닛은 온 스트림에 존재하는 열을 사용하기 위한 예를 들어 열 교환기와 같은 장치의 부분을 형성하거나, 또는 그와 같은 장치는 삼투 펌프 유닛의 부분을 형성한다. 스트림이 반투막의 표면 위로 이동함과 동시에 열이 온 염수 스트림으로부터 제거되고, 물이 고 염도 스트림으로 유동하여 스트림의 총 압력을 증가시킨다.
염수 스트림을 추출하는 단계와 함께 단계 (a) 및 (b)는 동시에 수행될 수 있다. 스트림을 지하 지층(존재하는 경우)으로 분무하는 단계와 스트림을 압력 교환기(존재하는 경우)를 통하여 이동시키는 단계 또한 동시에 수행될 수 있다.
단계 (a)를 위하여, 온(warm) 스트림은 예를 들어 하나 이상의 열 교환기 및/또는 스팀 제너레이터와 같은 수단을 통하여 이동한다. 임의의 통상적인 전력 생산 시스템이 사용될 수 있다. 만약 단계 (a)가 단계 (b) 이전에 수행된다면, 단계 (a)로부터의 배출부는 냉각된 염수 스트림이고, 이는 단계 (b)를 위한 도입부로 사용된다. 만약 단계 (a)가 단계 (b) 이후에 수행된다면, 단계 (a)로부터의 배출부는 지하 지층으로 분무될 수 있는 냉각된 고 압력 스트림일 것이다.
단계 (b)는 삼투를 사용하여 물을 고 염분 스트림으로 끌어들이고, 이에 의하여 그 스트림의 총 압력을 증가시킨다. 삼투 펌프 유닛은 잠재 삼투 에너지를 고 염분 스트림의 총 압력 증가로 변환하여 펌프 유닛의 다운스트림인 더 높은 압력의 배출부 스트림을 제공한다. 임의의 적절한 삼투 펌프 유닛이 본 발명의 공정에서 사용될 수 있다. 이와 같은 유닛의 중요 특징은 물은 통과시키고, 용해된 염은 통과시키지 않는 반투막의 존재이다. 이와 같은 막은 상업적으로 입수 가능하고, 임의의 적절한 막이 사용될 수 있다. 더욱이, 신규한 타입의 막, 예를 들어, 지질 또는 양친매성 고분자 매트릭스 포함 아쿠아포린(aquaporins)(물은 통과시키고, 다른 물질은 통과시키지 않는 단백질)에 기초한 막이 사용될 수 있다.
그와 같은 막은 WO 2004/011600, WO 2010/091078, US　2011/0046074 및 WO 2013/043118에 기재되어 있다. 다른 신규한 타입의 막은 그래핀 기반 막, 예를 들어, Cohen-Tanugi et al, Nano Lett. 2012, 12(7), pp. 3602-3608 and O'Hern et al, Nano Lett. 2014, 14(3), pp. 1234-1241]에 언급된 막을 포함한다. 일종 이상의 막이 사용될 수 있고, 서로 다른 타입의 막의 조합이 사용될 수 있다. 따라서, 삼투 펌프 유닛은 각각이 반투막을 포함하는 하나 초과의 삼투 유닛을 포함할 수 있다.
삼투 펌프 유닛은 하우징을 포함할 수 있다. 삼투 펌프 유닛은 고 염분 스트림이 삼투 펌프 유닛으로 도입되는 도입부를 포함할 수 있다. 삼투 펌프 유닛은 고 압력 스트림이 삼투 펌프 유닛으로부터 배출되는 배출부를 포함할 수 있다. 도입부의 바로 업스트림인 고 염분 스트림의 총 압력은 배출부의 바로 다운스트림인 고 압력 스트림의 총 압력 미만일 수 있다. 삼투 펌프 유닛은 삼투 펌프 유닛에 의하여 생산되는 압력을 염수 스트림으로 보내기 위하여 구성되는 압력 교환기를 더 포함할 수 있다. 삼투 펌프 유닛은 고 염분 스트림으로부터 추출되는 잠재 삼투 에너지의 대부분을 펌프의 다운스트림인 상기 스트림의 압력 증가로 변환하기 위하여 구성될 수 있다.
지열 지층으로부터 얻어지는 염수 도입 스트림뿐만 아니라, 단계 (b)에는 지열 지층으로부터 얻어지는 염수 스트림보다 낮은 염도를 갖는 액상 스트림인 도입 스트림이 필요하다. 이 저 염도 스트림은 임의의 소스(source)로부터 얻어질 수 있으나, 주로 해수, 담수, 또는 기수이고, 이들은 예를 들어 강, 호수, 또는 대수층, 또는 산업 또는 도시로부터 얻어지는 폐수, 또는 발전 플랜트로부터 유래하는 응축수로부터 얻어지는 폐수이다. 본 발명에 따른 공정의 경제는 특히 지열 우물이 바다, 강, 또는 호수에 가깝고, 필요한 스트림의 소스(source)와 폐기 스트림의 배출 모두가 쉽게 저렴한 상황에서 특히 선호될 수 있다. 명세서에서, 달리 요구되지 않는 한, "낮은 염도(저 염도)"는 염도가 0 인 경우를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 단계 (b)로의 초기 주입부는 하나의 고 염도 스트림(염수 스트림)과 하나의 저 염도 스트림이다. 막 위로의 이동 이후에, 막을 가로지르는 물의 이동 결과로, 첫번째 스트림(초기 고 염도)은 염도가 낮아지고, 총 압력은 높아지는 반면, 두번째 스트림(초기 저 염도)은 염도가 높아지고, 총 압력은 낮아질 것이다. 막 상으로의 첫번째 이동으로부터의 배출부 스트림들은 원래의 온 염수 스트림보다 낮은 염도를 갖고, 원래의 저 염도 스트림보다 높은 염도를 갖고, 평형에서는, 두개의 스트림은 동일한 염도를 가질 것이나, 이는 실제로는 거의 일어나지 않을 것이다.
따라서, 각 배출부 스트림은 원래의 막 위로의 두번째 이동을 위한 각각의 첫번째 스트림 또는 두번째 스트림으로 재사용되거나, 또는 두번째 막 위로의 첫번째 스트림 또는 두번째 스트림으로 재사용될 수 있다. 이와 같이 재사용되는 스트림은 단독으로 사용될 수 있고, 또는 다른 주입부 스트림과 병합될 수도 있다. 공정의 전체 효율을 증가시키기 위하여 복수의 사이클이 사용될 수 있다. 삼투 유닛으로부터 나가는 스트림이 저 염도의 초기 주입부 스트림보다 높은 염도를 갖는 한, 추가적인 삼투 유닛을 작동하는 것이 가능하고, 및 고 염도 스트림 상에서 추가적인 압력 증가를 생산하는 것이 가능하다. 최적의 사이클 수는 스트림의 초기 성분, 막의 효율, 및 선택된 유량에 따라 달라질 수 있다.
단계 (a)로의 주입부는 온 염수 스트림(선택적으로 하나 이상의 전처리 단계의 대상이 된 스트림)이다. 단계 (a)로부터의 배출부는 냉각된 염수 스트림으로 언급될 수 있다. "냉각"이라는 표현은 "온" 염수 스트림에 대한 염수 스트림의 온도를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
단계 (b)로의 주입부는 고 염분 스트림과 저 염분 스트림이다. 단계 (b)로부터의 배출부는 (i) 하나 이상의 막 위로 이동한 이후 고 염분 스트림으로부터 유도되는 감소된 염도 출구 스트림(이는 고 압력 스트림으로 언급될 수 있음)과 (ii) 하나 이상의 막 위로 이동한 이후 저 염분 스트림으로부터 유도되는 액상 출구 스트림이다.
만약 단계 (b)가 단계 (a) 이후에 수행된다면, 단계 (b)로부터의 최종 배출부는 막의 첫번째 면으로부터의 가압된 스트림과, 막의 두번째 막으로부터의 폐기 스트림일 것이다. 만약 단계 (b)가 단계 (a) 이전에 수행된다면, 단계 (b)로부터의 최종 배출부는 감소된 염도와 증가된 총 압력을 갖고, 여전히 열을 유지하고, 주변부 온도 초과의 온도를 갖는 원래의 온 염수 스트림으로부터 유도되는 하나의 스트림일 것이다. 이와 같은 스트림은 이후 단계 (a)의 도입부로 사용된다.
지하 지층으로부터의 추출에 이어서, 온 염수 스트림(및 이로부터 유도되는 스트림)은 압력 손실을 초래하는 구성을 통하여 유동할 수 있음이 이해될 것이다. 삼투 펌프 유닛을 통한 이동에 의하여 압력이 증가하는 양은 열 전력 유닛 또는 시스템의 다른 구성을 통하여 유체가 유동함에 의하여 초래되는 유동 또는 압력 손실보다 작을 수 있다. 따라서, 총 압력은 삼투 펌프 유닛을 가로질러 증가하지만, 초기에 지열 지층으로부터 추출될 때의 온 염수 스트림과 비교하여 여전히 염도가 감소된 출구 스트림은 낮은 압력과 유량을 가질 것이다.
본 발명에 따른 공정의 효율은 온 염수 스트림의 초기 온도 및 압력에 의해 결정될 것이고, 또한 스트림이 포함하고 있는 염의 품질과 특성에 따라 결정될 것이다. 공정의 효율을 결정하는 다른 주요 요인은 반투막의 성능일 것이고, 최적화는 두가지 요소의 조합에 의하여 결정될 것이다: 막을 통하여 얻어질 수 있는 물의 유동 및 막이 염을 차단할 수 있는 효율. 상기한 바와 같이 복수의 삼투 유닛을 사용하는 것 또한 전체 공정의 효율에 영향을 줄 수 있다.
다른 일면에서, 본 발명은 전력 생산 공정을 제공할 수 있고, 상기 공정은 다음의 단계를 포함한다: 지열 지층으로부터 온 염수 스트림을 추출하는 단계; 열 전력 유닛을 통한 이동에 의하여 상기 스트림에 존재하는 열 에너지를 추출하는 단계; 및 상기 스트림이 물은 통과시키지만 염은 통과시키지 않는 반투막의 일 면 위로 유동하고, 상기 스트림보다 염도가 낮은 액상 스트림은 상기 막의 다른 면 위로 유동하는 삼투 펌프 유닛을 통하여 이동함에 의하여 상기 스트림의 총 압력을 증가시키는 단계. 삼투력 유닛을 통한 이동에 의하여 고 염분 스트림으로부터 추출되는 잠재 삼투 에너지의 대부분, 예를 들어 이의 전부는 삼투 펌프 유닛의 다운스트림인 염도가 감소된 출구 스트림에서의 총 압력 증가를 제공하기 위하여 사용된다. 공정은 고 염분 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 전기로 변환하는 것을 포함하지 않을 수 있다.
또 다른 면에서, 본 발명은 지열 지층으로부터 추출되는 온 염수 스트림으로의 연결부를 포함하는 전력 생산 시스템을 포함할 수 있다. 전력 생산 시스템은 온 염수 스트림으로부터 열 에너지를 추출하기 위하여 배치되는 열 전력 유닛을 포함할 수 있다. 전력 생산 시스템은 고 압력 배출부 스트림을 생산하기 위하여 공 염분 스트림과 저 염분 주입부 스트림 사이의 염도의 차이를 이용하여 온 염수 스트림으로부터 유도되는 고 염분 주입부의 총 압력을 증가시키기 위하여 배치되는 삼투 펌프 유닛을 포함할 수 있다. 시스템은 삼투 펌프가 하나 이상의 열 전력 유닛, 재주입 우물, 압력 교환기로 공급되는, 또는 다른 스트림과 혼합되는 스트림의 압력을 증가시키도록 배치될 수 있다.
열 전력 유닛은 온 염수 스트림으로부터 열 에너지를 추출하여 냉각된 배출부 스트림을 생산할 수 있다. 시스템은 열 전력 유닛의 냉각된 배출부 스트림이 고 염분 주입부 스트림으로 사용되기 위하여 삼투 펌프 유닛으로 이동되도록 배치될 수 있다. 대안으로, 시스템은 삼투 펌프 유닛을 통한 이동 이후에 온 염수 스트림으로부터 유도되는 고 압력 배출부 스트림이 열 추출을 위하여 열 전력 유닛을 통과하도록 배치될 수 있다.
열 전력 유닛은 전기를 생산하기 위하여 배치될 수 있다. 시스템은 나아가 지역 난방 시스템으로의 연결부를 포함할 수 있다. 지역 난방 시스템은 중앙 위치에서 생산된 열을 복수의 서로 다른 빌딩 또는 지역으로 분배하기 위하여 배치될 수 있다. 전력 생산 시스템은 열 전력 유닛이 온 주입부 스트림으로부터 추출된 열 에너지를 상기 지역 난방 시스템에 공급하도록 배치될 수 있다. 따라서, 열 전력 유닛은 지역 난방 시스템 내에서 순환하는 유체를 가열하도록 구비될 수 있다.
시스템은 재분사 우물로의 연결부를 더 포함할 수 있다. 재분사 우물은 스트림을 지하 지층으로 분사하기 위하여 배치될 수 있다. 시스템은 고 압력 배출부 스트림의 적어도 일부가 지하 지층으로의 분사를 위하여 재분사 우물로 이동되도록 배치될 수 있다. 따라서, 삼투 펌프 유닛은 상기 고 염분 스트림과 저 염분 주입부 스트림 사이의 염도 차이를 이용하여 지하 지층으로 분사하기 전에, 고 염분 스트림의 총 압력을 증가시키도록 배치될 수 있다.
시스템은 압력 교환기를 더 포함할 수 있다. 압력 교환기로의 초기 주입부는 고 압력 스트림과 저 압력 스트림일 수 있다. 압력 교환기는 고 압력 스트림으로부터 저 압력 스트림으로 압력을 전달하도록 구비될 수 있다. 압력 교환기를 통한 이동 이후에, 고 압력 스트림의 총 압력은 감소될 수 있고, 저 압력 스트림의 총 압력은 증가될 수 있다. 삼투 펌프 유닛으로부터의 고 압력 스트림(또는 그 스트림의 적어도 일부)는 고 압력 스트림으로 사용되기 위하여 압력 교환기로 이동될 수 있다. 따라서, 스트림의 총 압력을 증가시키기 위하여, 에너지가 고 염분 스트림으로부터 다른 스트림으로 전달되는 압력 교환기를 통한 이동 이전에 삼투 펌프 유닛이 고 염분 스트림의 총 압력을 증가시키기 위하여 배치될 수 있다.
시스템은 예를 들어, 압력 지연 삼투(PRO)를 통하여 고 염분 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 전기로 변환하기 위하여 배치되는 삼투력 유닛을 더 포함할 수 있다. 삼투력 유닛은 삼투 펌프 유닛의 업스트림 또는 다운스트림인 염수 스트림의 유로를 따라 위치될 수 있다.
삼투 펌프 유닛, 열 전력 유닛(있는 경우), 및/또는 삼투력 유닛(있는 경우)은 지상에 위치될 수 있다. 전력 생산 시스템은 삼투 펌프 유닛에 더하여, 하나 이상의 통상적인, 기계적 펌프를 포함하여, 고 압력 스트림의 총 압력을 더 증가시킬 수 있다. 시스템은 지하 지층으로의 삽입 이전에 삼투 펌프 유닛을 통한 이동 이후, 온 염수 스트림으로부터 유도되는 스팀의 총 압력을 증가시키기 위한 기계적 펌프를 포함할 수 있다.
전력 생산 시스템은 예를 들어 자동차, 트럭, 대형수송차(HGV) 또는 이와 유사한 자동차와 같은 모바일 플랫폼 상에 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 도 1에 모식적으로 도시되어 있다. 도 1에서, 약 1200 m의 깊이 Z1에서 지열 지층 2로부터의 온 염수 스트림 1은 하나 이상의 전처리 단계 3를 통해 이동하고, 결과 스트림 4는 열 전력 유닛 5으로 이동된다. 열 전력 유닛 5에서 열 에너지는 도시되지 않은 통상적인 수단에 의하여 추출되고, 궁극적으로는 전기로 변환되고, 온(warm) 스트림 4는 냉각되고, 냉각된 염수 스트림 6으로 배출된다. 스트림 6은 삼투 펌프 유닛 7으로 이동되고, 그곳에서 물은 통과시키나 염은 통과시키지 않은 반투막 8(도 1에서 점선으로 표시됨)의 일 면을 유동하게 된다. 스트림 1, 4, 및 6보다 낮은 염도를 갖는 액상 스트림 9은 약 200 m의 깊이 Z2에서 대수층 2으로부터 추출되고, 하나 이상의 전처리 단계 11를 거치고, 결과 스트림 12은 삼투 펌프 유닛 7으로 이동되어, 반투막 8의 다른 면으로 유동하게 된다.
삼투 펌프 유닛 7 내에서, 물은 (저 염분) 스트림 12으로부터 (고 염분) 스트림 6으로 반투막 8을 통하여 흐르고, 이에 의하여 스트림6의 총 압력이 증가된다. 이와 같은 물의 흐름은 또한 초기의 저 염도 스트림 12의 염도를 증가시키고, 고 염분 스트림 6의 염도를 감소시킨다. 삼투 펌프 유닛 7의 배출부는 초기 액상 스트림 12로부터 유도된 액상 출구 스트림 13(즉, 스트림 12에서 반투막 8을 통하여 유동된 물을 제외한 것)과 냉각된 염수 스트림 6으로부터 유도된 염도가 감소한 출구 스트림 14(즉, 스트림 6에 반투막 8에 의하여 유동된 물을 포함한 것)를 형성한다. 스트림 14는 냉각된 염수 스트림 6보다 더 높은 총 압력을 갖고, 따라서, 고 압력 스트림 14으로 언급될 수 있다. 염도가 감소된 출구 스트림 14의 일부 또는 전부는 온 염수 스트림 1이 추출되는 지열 저장부 2로 주입되고, 출구 스트림 14의 나머지(있는 경우)는 액상 스트림 9가 추출되는 대수층 10으로 주입될 수 있다. 액상 출구 스트림 13의 일부 또는 전부는 액상 스트림 9이 추출되는 대수층 10으로 주입된다.
전처리 단계 3, 열 교환기 5, 전처리 단계 11 및 삼투 펌프 유닛 7은 도 1에서 G로 표시된 점선에 의하여 표시되는 지면 위의 파워 스테이션 15 내에 위치된다.
스트림 유량 (m3/hour) 온도 (°C) % 총 염 함량.
온 염수 스트림 1 100 70 15 - 20
냉각된 염수 스트림 6 100 15 15 - 20
액상 도입 스트림 9 100 15 - 20 0 - 1
액상 출구 스트림 13 25 15 0 - 4
염도가 감수된 출구 스트림 14 175 15 8 - 11
- 전형적인 스트림 특성-
삼투 펌프 유닛을 통한 이동 이후의 감소된 염도의 출구 스트림 14의 증가된 총 압력은 염도가 감소된 출구 스트림 14을 저장부 2로 주입하기 위하여 요구되는 펌프 작업의 양을 감소시키기 ?문에, 본 실시예에 따른 시스템은 공지의 시스템보다 더 효율적일 수 있다. 따라서, 지열 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지는 스트림을 땅으로 다시 분사하기 위하여 요구되는 에너지의 양을 감소시키기 위하여 사용될 수 있다. 이와 같은 방법으로 잠재 삼투 에너지를 사용하는 것은(전기 생산보다)공정 전체의 효율 증가를 초래할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 두번째 실시예의 전력 생산 시스템을 보여준다. 첫번째 실시예와 비교하여 다른 구성에 대해서만 설명된다. 유사한 번호는 유사한 구성을 나타낸다. 두번째 실시예의 시스템에서, 열 전력 유닛 5은 온 염수 스트림 4로부터 열 에너지를 추출하고, 그 에너지를 지역 난방 시스템 30으로 열로서 공급한다. 다시, 온(warm) 스트림 4는 냉각되고, 냉각된 염수 스트림 6으로 배출된다. 특정 작동 조건에서, 예를 들어, 온 염수 스트림의 온도가 70 °C 미만인 경우에는, 전기를 생산하는 것 보다는 열을 추출하기 위하여 열 전력 유닛 5을 사용하는 것이 보다 효율적일 것이다. 따라서, 본 실시예에 따른 시스템은 열 에너지가 전기를 생산하는 것 보다, 열을 생산하고, 총 압력을 증가시키는데 사용되기 ?문에, 공지의 시스템보다 더 효율적일 수 있다.
도 3은 본 발명의 세번째 실시예의 전력 생산 시스템을 보여준다. 첫번째 실시예와 비교하여 다른 구성들만 설명된다. 유사 번호들은 유사 구성들을 나타낸다. 세번째 실시예의 시스템에서, 압력 교환기 17는 염도가 감소된 출구 스트림 14(고 압력 스트림)의 유동 통로 상에 삼투 펌프 7의 다운스트림에 위치된다. 압력 교환기 17의 다른 주입부는 저 압력 스트림 18이다. 압력 교환기 17 내에서, 스트림 14의 수압 에너지의 일부가 저 압력 스트림 19의 압력을 증가시키는데 사용된다. 압력 교환기 17의 배출부는 따라서, 염도가 감소된 출구 스트림 14으로부터 유도되는 압력이 감소된 스트림 18과 저 압력 스트림 19로부터 유도되는 압력이 증가된 스트림 16이다.
압력이 감소된 스트림 18은 근처 강으로 배출될 수 있다. 압력이 증가된 스트림 16은 전력 생산 시스템 또는 다른 공정에서 다른 곳에서 사용될 수 있다. 액상 출구 스트림 13의 일부 또는 전부는 염수 스트림 1이 추출되는 지열 저장부 2로 주입된다. 지열 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 사용하여 저 압력 스트림 19의 압력을 증가시키는 것은 스트림 16이 사용되는 공정에서 요구되는 펌프 작업의 양을 감소시킬 수 있다. 이와 같은 방법으로 잠재 삼투 에너지를 사용하는 것은(및 상응하는 펌프 에너지를 감소시키는 것은) 공정의 전체 효율을 증가시키는 것을 초래할 수 있다. 다른 구체예에서(미도시) 압력 교환기 17로의 저 압력 스트림 주입부는 삼투 펌프 유닛 7에서의 사용 이전의 저 염분 스트림 12일 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 네번째 실시예의 전력 생산 시스템을 보여준다. 첫번째 실시예와 비교하여 다른 구성에 대해서만 설명된다. 유사 번호는 유사 구성을 나타낸다. 네번째 실시예에서, 삼투력 유닛 7'은 염도가 감소된 출구 스트림 14의 유동로 상의 삼투력 유닛 7의 다운스트림과 저 염도 스트림 12의 유동로 상의 삼투력 유닛 7의 업스트림에 위치한다. 삼투력 유닛 7'로의 주입부는 염도가 감소된 출구 스트림 14과 초기 저 염도 주입부 스트림 12'이다. 삼투력 유닛으로부터의 배출부는 저 염도 스트림 12와 염도가 감소된 출구 스트림 14'이다.
스트림 12의 염도는 초기 저 염도 스트림 12'보다 높을 것이나, 여전히 염도가 감소된 출구 스트림 14'과 14보다는 낮다. 스트림 14'의 염도는 출구 스트림 14보다 낮을 것이다, 저 염도 스트림 12'보다 높다. 삼투력 유닛 7' 내에서, 물은 반투막을 통하여 스트림 12'로부터 스트림 14로 유동하고, 이에 의하여 한정된 공간 때문에 압력이 증가하게 되고, 이와 같은 과도한 압력은 궁극적으로 도시되지 않은 통상적인 수단에 의하여 전기로 변환된다. 출구 스트림 14'은 요구되는 경우, 예를 들어 지열 저장부 2 또는 대수층 10으로의 분사에 의하여 배출될 수 있다.
도 5는 도 1의 공정의 변형을 보여주고, 복수의 삼투 유닛 7a, 7b, 및 7c가 본 발명에 따른 전력 생산 시스템에 직렬로 연결된다. 유사 번호들은 유사 구성을 나타낸다. 각 삼투 유닛 7a, 7b, 및 7c는 반투막(미도시)을 포함하고, 이는 물은 통과시키나 염은 통과시키지 않는다. 원래의 고 염도 스트림 6은 반투막의 일 면을 흐르고, 저 염도 스트림 12a은 다른 면을 흐른다. 원래의 지열 주입부 스트림 4 및 5보다 낮은 염 함량을 갖는 삼투 유닛 6a로부터의 배출부 스트림 14a은 두번째 삼투 유닛 7b로 주입되고, 거기서 반투막의 일면 상으로 흐르게 된다. 상대적으로 낮은 염도의 물의 두번째 주입부 스트림 12b은 하나 이상의 전처리 단계 11를 거친 이후에 원래의 액상 스트림 9으로부터 얻어진다.
스트림 14a와 12b 사이의 염도의 차이는 스트림 6과 12a 사이의 염도의 차이보다 낮지만, 여전히 염도의 차이가 있고, 삼투에 의하여 스트림 14a의 총 압력의 증가가 얻어질 수 있다. 삼투 유닛 7b로부터의 배출부 스트림 14b은 원래의 지열 주입부 스트림 4와 6의 염 함량보다 낮은 염 함량을 갖고, 또한 스트림 14a보다 낮은 염 함량을 갖고, 세번째 삼투 유닛 7c로 도입되며, 거기서 상대적으로 낮은 염도의 물의 추가적인 주입부 스트림 12c로부터 반투막의 다른 면 상으로 이동된다. 스트림 14b와 12c 사이의 염도의 차이는 스트림 6과 12a 사이의 염도의 차이, 또는 스트림 14a와 12b 사이의 염도의 차이보다 작지만, 여전히 염도의 차이가 있고, 삼투에 의하여 스트림 14b의 총 압력 증가를 얻을 수 있다. 도 5의 공정으로부터의 배출부 스트림은 액상 출구 스트림 13a, 13b, 및 13c이고, 이와 같은 스트림들은 이들 스트림을 대수층 10으로 주입함에 의하여 배출될 수 있다. 고 압력의 출구 스트림 14c은 고 염도 스트림 1이 추출되는 지열 지층 2으로 분사될 수 있다.
도 6은 도 5의 변형을 보여주고, 상대적으로 낮은 염도의 물의 주입부 스트림 12a, 12b 및 12c가 각각 하나 이상의 전처리 단계 11a, 11b, 및 11c를 거치는 분리된 주입부 스트림 9a, 9b, 및 9c로서 공급된다.
도 7은 도 6의 변형을 보여주고, 배출부 스트림은 다른 방법으로 조절된다. 삼투 유닛 7a로부터의 배출부 스트림 13a 및 14a는 병합되고, 병합된 스트림의 적어도 일부는 삼투 유닛 7b로 주입부 스트림 20a으로 제공된다. 병합된 스트림 20a은 원래의 지열 주입부 스트림 4 및 6보다 낮은 염 함량을 가질 것이고, 스트림 20a와 스트림 12b 사이의 염도의 차이는 스트림 6과 12a 사이의 염도의 차이보다 낮을 것이나, 여전히 염도의 차이가 있고, 삼투에 의하여 스트림 20a의 총 압력 증가를 얻을 수 있다. 유사하게, 삼투 유닛 7b로부터의 배출부 스트림 13b 및 14b는 병합되고, 병합된 스트림의 적어도 일부는 삼투 유닛 7c로의 주입부 스트림 20b로 제공된다.
도 5, 도 6 및 도 7은 각각 반투막을 포함하는 3 개의 삼투 유닛으로 이루어진 삼투 펌프 유닛을 보여주나, 임의의 적절한 수의 유닛이 사용될 수 있고, 이에 대한 선택은 기술적인 요인과 경제적인 요인의 조합에 의하여 결정될 수 있음이 이해될 것이다. 일반적으로, 온 염수 스트림 1의 초기 염도가 높으면, 사용되는 삼투 유닛의 수가 더 많다.
도 8은 삼투 펌프 유닛 7을 보다 세부적으로 보여준다. 지열 지층으로부터 추출된 염수 스트림 27(예를 들어 도 1에서의 스트림 1, 4, 또는 6)은 물은 통과하고 염은 통과하지 않는 반투막 22을 포함하는 삼투 유닛 21으로 이동되고, 막 22의 일 면에서 유동한다. 스트림 27보다 낮은 염도를 갖는 액상 스트림 23은 삼투 유닛 21으로 도입되고, 막 22의 다른 면으로 유동한다. 화살표 24는 막 22을 가로질러 삼투에 의하여 물이 이동하는 방향을 보여준다. 원래의 주입부 스트림 23으로부터 유도되고, 더 높은 염의 농도를 포함하는 배출부 스트림 25는 삼투 유닛 21으로부터 배출된다. 더 낮은 염의 농도를 가지나 더 높은 총 압력을 갖는 원래의 주입부 스트림 20으로 이루어진 배출부 스트림 26은 삼투 유닛 21으로부터 배출된다.
본 발명이 특정 구체예들을 바탕으로 설명되었으나, 통상의 기술자들은 언급되지 않은 많은 다른 변경들이 가능함을 이해할 것이다. 예시적인 목적으로 특정 가능한 변형이 설명될 것이다. 상기한 전처리 단계는 필수적인 것이 아니고, 임의의 특정 적용분야에서 요구되는 전처리 단계의 특성 및 수는 적어도 부분적으로는 지층으로부터 추출되는 유체의 특성의 의존함을 이해할 것이다. 또한 고 압력 배출부 스트림은 지하로 주입되는 것보다는 오히려 바다, 강 또는 호수로 돌아갈 수 있음을 이해할 것이다.
전술한 설명에서, 명백하거나 예측 가능한 등가물을 갖는 정수 또는 구성요소가 언급되는 경우, 그러한 등가물은 개별적으로 제시된 것처럼 본 명세서에 통합된다. 이러한 등가물을 포함하도록 해석되어야 하는 본 발명의 진정한 범위를 결정하기 위하여 청구 범위를 참조해야한다. 또한, 바람직하고, 유리하고, 편리하게 또는 이와 유사한 것으로 기술된 본 발명의 정수 또는 특징은 선택적이며 독립항의 범위를 제한하지 않는다는 것을 독자는 이해할 것이다. 더욱이, 이러한 선택적 정수 또는 특징은 본 발명의 일부 실시예에서 가능한 이점이 있지만, 다른 실시 예에서 바람직하지 않을 수 있으며, 따라서 없을 수 있음을 이해해야한다.

Claims (19)

  1. 지열 지층으로부터 온 염수 스트림(warm saline stream)을 추출하는 단계; 및
    이후의 공정 단계에서의 기계적 펌핑에 대한 필요성을 감소시키기 위하여,
    상기 스트림이 물은 통과시키지만 염은 통과시키지 않는 반투막의 일 면 위로 유동하고, 상기 스트림보다 염도가 낮은 액상 스트림은 상기 막의 다른 면 위로 유동하는 삼투 펌프 유닛을 통하여 이동시킴에 의하여, 염수 스트림에 존재하는 잠재 삼투 에너지를 상기 스트림의 총 압력의 증가로 변환하는 단계;
    를 포함하는 전력 생산 공정.
  2. 제1항에 있어서, 삼투 펌프 유닛으로부터의 배출부는 염수 스트림으로부터 유도되는 고압의 스트림이고, 상기 고압의 스트림의 적어도 일부를 지하 지층으로 분사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산 공정.
  3. 제2항에 있어서, 상기 지하 지층은 지열 지층인 것을 특징으로 하는 전력 생산 공정.
  4. 제1항에 있어서, 삼투 펌프 유닛으로부터의 배출부는 염수 스트림으로부터 유도되는 고압 스트림이고, 저압 스트림을 고압 스트림이 압력 교환기의 일면으로 유동하는 압력 교환기의 타면을 통하여 유동시킴에 의하여 저압 스트림의 총 압력을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산 공정.
  5. 제1항에 있어서, 삼투 펌프 유닛으로부터의 배출부는 염수 스트림으로부터 유도되는 고압 스트림이고, 상기 고압 스트림을 다른 스트림과 혼합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산 공정.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 열 전력 유닛을 통하여 이동시킴에 의하여 상기 온 염수 스트림에 존재하는 열 에너지를 추출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산 공정.
  7. 제6항에 있어서, 상기 온 염수 스트림으로부터 열 에너지를 추출하는 단계는 상기 스트림에 존재하는 열 에너지를 전기로 변환하는 열 전력 유닛을 통하여 이동시킴에 의하여 상기 온 염수 스트림의 온도를 감소시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산 공정.
  8. 제6항에 있어서, 상기 온 염수 스트림으로부터 열 에너지를 추출하는 단계는 상기 스트림에 존재하는 열 에너지가 지역 난방 시스템을 가열하는데 사용되는 열 전력 유닛을 통하여 이동시킴에 의하여 상기 온 염수 스트림의 온도를 감소시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산 공정.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 삼투 펌프 유닛은 물은 통과시키지만 염은 통과시키지 않은 반투막을 각각 포함하는 하나 이상의 삼투 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산 공정.
  10. 제9항에 있어서, 하나의 삼투 유닛으로부터의 배출부 스트림은 두번째 삼투 유닛을 위한 주입부 스트림으로 사용되는 것을 특징으로 하는 전력 생산 공정.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 온 염수 스트림은 적어도 45 °C, 예를 들어 적어도 55 °C의 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 전력 생산 공정.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 온 염수 스트림은 적어도 10 wt%의 염 함량, 예를 들어 적어도 15 wt%의 염 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 전력 생산 공정.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 염도가 낮은 액상 스트림은 해수, 강, 호수, 또는 대수층으로부터의 담수 또는 기수, 또는 산업 또는 도시로부터의 폐수, 또는 발전소의 응측수인 것을 특징으로 하는 전력 생산 공정.
  14. 지열 지층으로부터 추출되는 온 염수 스트림으로의 연결부; 및
    고 염분 스트림과 저 염분 주입부 스트림 사이의 염도 차이를 이용하여, 상기 온 염수 스트림으로부터 유도되는 고 염분 주입부의 총 압력을 증가시켜 고 압력 배출부 스트림을 생산하는 삼투 펌프 유닛을 포함하는 전력 생산 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 스트림을 지하 지층으로 분사하기 위하여 배치되는 재분사 우물로의 연결부를 더 포함하고, 고 압력 배출부 스트림의 적어도 일부가 지하 지층으로의 분사를 위하여 재분사 우물로 이동하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전력 생산 시스템.
  16. 온 염수 스트림으로부터 열 에너지를 추출하기 위하여 배치되는 열 전력 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 생산 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 열 전력 유닛은 온 염수 스트림으로부터 열 에너지를 추출하여 냉각된 배출부 스트림을 생산하고, 열 전력 유닛의 냉각된 배출부 스트림은 고 염분 주입부 스트림으로 사용되기 위하여 삼투 펌프 유닛으로 이동되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전력 생산 시스템.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 열 전력 유닛은 전기 생산을 위하여 배치되는 것을 특징으로 하는 전력 생산 시스템.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 지역 난방 시스템으로의 연결부를 더 포함하고, 열 전력 유닛이 온(warm) 주입부 스트림으로부터 추출된 열을 상기 지역 난방 시스템으로 제공하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 전력 생산 시스템.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115135875A (zh) 2020-02-17 2022-09-30 盐动力控股有限公司 渗透溶液开采
IL295402A (en) * 2020-02-17 2022-10-01 Saltpower Holding Aps engine for entropy of dissolution
GB202019662D0 (en) * 2020-12-14 2021-01-27 Saltwater Holding Aps Osmotic processes

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016037999A2 (en) * 2014-09-08 2016-03-17 Applied Biomimetic A/S Electricity generation process

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4099381A (en) 1977-07-07 1978-07-11 Rappoport Marc D Geothermal and solar integrated energy transport and conversion system
US5029444A (en) 1990-08-15 1991-07-09 Kalina Alexander Ifaevich Method and apparatus for converting low temperature heat to electric power
NO20010664D0 (no) 2001-02-08 2001-02-08 Johs Gunnarshaug Simultanproduksjon av destillert vann og elektrisk energi
US6539718B2 (en) 2001-06-04 2003-04-01 Ormat Industries Ltd. Method of and apparatus for producing power and desalinated water
EP2218495A1 (en) 2002-07-29 2010-08-18 MT Technologies, Inc. Biomimetic membranes
GB0319042D0 (en) 2003-08-13 2003-09-17 Univ Surrey Osmotic energy
NO321438B1 (no) 2004-02-20 2006-05-08 Norsk Hydro As Fremgangsmate og anordning ved en aktuator
WO2006122566A2 (en) 2005-05-20 2006-11-23 Aquaporin Aps Membrane for filtering of water
US7392848B1 (en) * 2005-05-27 2008-07-01 Bader Mansour S Methods to produce sulfate-free saline water and gypsum
US8123948B2 (en) 2005-09-20 2012-02-28 Aquaporin A/S Biomimetic water membrane comprising aquaporins used in the production of salinity power
MX2009004911A (es) 2006-11-09 2009-07-07 Univ Yale Motor de calor osmotico.
US20090032446A1 (en) 2007-08-01 2009-02-05 Triwatech, L.L.C. Mobile station and methods for diagnosing and modeling site specific effluent treatment facility requirements
WO2009037515A2 (en) 2007-09-20 2009-03-26 Abdulsalam Al-Mayahi Process and systems
US8378003B2 (en) 2007-12-05 2013-02-19 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Highly permeable polymeric membranes
US7901578B2 (en) 2008-04-17 2011-03-08 Chevron U.S.A. Inc. Method and system for treating an aqueous stream in the production of hydrocarbon
US8169101B2 (en) 2008-08-19 2012-05-01 Canyon West Energy, Llc Renewable energy electric generating system
WO2010039448A2 (en) 2008-09-23 2010-04-08 Skibo Systems Llc Methods and systems for electric power generation using geothermal field enhancements
US20100140162A1 (en) 2008-10-24 2010-06-10 Juzer Jangbarwala Osmosis membrane with improved flux rate and uses thereof
JP2012511118A (ja) 2008-12-03 2012-05-17 オアシス ウォーター，インコーポレーテッド 実用規模の浸透グリッド・ストレージ
CN102395357B (zh) 2009-02-03 2015-08-26 应用仿生学有限公司 使用聚合的脂蛋白体的纳米结构的膜
DE102009014576B4 (de) 2009-03-24 2011-09-01 EnBW Energie Baden-Württemberg AG Verfahren zum Betrieb einer Kraftwerksanlage und Kraftwerksanlage
US20100282656A1 (en) * 2009-05-05 2010-11-11 Cath Tzahi Y Osmotic barrier system and method
US8545701B2 (en) 2009-08-18 2013-10-01 Maher Isaac Kelada Induced symbiotic osmosis [ISO] for salinity power generation
EP2305368A1 (en) * 2009-10-05 2011-04-06 The Provost, Fellows and Scholars of the College of the Holy and Undivided Trinity of Queen Elizabeth near Dublin A membrane and use thereof
US9044711B2 (en) * 2009-10-28 2015-06-02 Oasys Water, Inc. Osmotically driven membrane processes and systems and methods for draw solute recovery
JP2013146642A (ja) 2010-04-21 2013-08-01 Nitto Denko Corp 流体膜分離発電システム
WO2012012767A2 (en) 2010-07-22 2012-01-26 Suganit Systems, Inc. Thermal energy conversion to electricity
AU2011328932B2 (en) 2010-11-16 2016-06-02 InnerGeo LLC System and method for extracting energy
ES2551864T3 (es) 2011-03-30 2015-11-24 Toray Industries, Inc. Dispositivo de generación de energía por diferencia de concentración y método de funcionamiento del mismo
IL212272A0 (en) 2011-04-12 2011-06-30 Avi Efraty Power generation of pressure retarded osmosis in closed circuit without need of energy recovery
BR112013027449A2 (pt) 2011-04-25 2019-09-24 Oasys Water Inc sistemas e métodos de separação osmótica
US20110272166A1 (en) 2011-06-09 2011-11-10 Robert Daniel Hunt Separation Under Pressure of Methane from Hot Brine Useful for Geothermal Power
WO2013003607A2 (en) 2011-06-28 2013-01-03 King Abdullah University Of Science And Technology Apparatus, system, and method for forward osmosis in water reuse
WO2013033082A1 (en) 2011-08-31 2013-03-07 Oasys Water, Inc. Osmotic heat engine
WO2013043118A1 (en) 2011-09-21 2013-03-28 Nanyang Technological University Aquaporin based thin film composite membranes
US20140319056A1 (en) 2011-10-31 2014-10-30 Jfe Engineering Corporation Process for manufacturing potable water and apparatus therefor
WO2013090901A2 (en) 2011-12-16 2013-06-20 Gtherm Inc. Method and apparatus of using heat generated by single well engineered geothermal system (swegs) to heat oil laden rock or rock with permeable fluid content for enhance oil recovery
US9181931B2 (en) 2012-02-17 2015-11-10 David Alan McBay Geothermal energy collection system
WO2013164541A2 (fr) 2012-05-02 2013-11-07 Total Sa Production d'energie par osmose directe
EP2875089A1 (en) 2012-07-20 2015-05-27 Regents of the University of Minnesota Carbon dioxide-based geothermal energy generation systems and methods related thereto
JP2014061487A (ja) 2012-09-21 2014-04-10 Kubota Corp 水処理方法および水処理システム
KR101239773B1 (ko) 2012-10-17 2013-03-06 한국지질자원연구원 작동가스와 용융염의 열 교환을 이용한 지열 발전 시스템 및 방법
US9919936B2 (en) 2012-11-16 2018-03-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Water recovery method
JP2014101818A (ja) 2012-11-20 2014-06-05 Toshiba Corp 浸透圧発電方法および装置、並びにそれらに使用される浸透圧発生器
JP2014117653A (ja) 2012-12-17 2014-06-30 Sharp Corp 淡水化システム
US20160002073A1 (en) 2013-02-13 2016-01-07 Oasys Water, Inc. Renewable desalination of brines
JP6192336B2 (ja) 2013-04-02 2017-09-06 協和機電工業株式会社 塩水淡水装置
CN203505325U (zh) 2013-08-02 2014-04-02 上海控江中学附属民办学校 渗透能发电鱼缸
FR3009613B1 (fr) 2013-08-06 2018-11-09 Brgm Systeme de production d'energie electrique au moyen de doublet geothermique
US20130318870A1 (en) 2013-08-15 2013-12-05 Jae Hyun Lim Applications of the bittern produced using the evaporation process of the floating salt farm
WO2015058109A1 (en) 2013-10-18 2015-04-23 Dow Global Technologies Llc Brine mining process
JP5764224B2 (ja) 2014-01-10 2015-08-12 株式会社神鋼環境ソリューション 水処理方法、および、水処理装置
US9739509B2 (en) 2014-06-20 2017-08-22 Lawrence Livermore National Laboratory Multi-fluid renewable geo-energy systems and methods
GB201605068D0 (en) 2016-03-24 2016-05-11 Applied Biomimetic As Electricity generation process

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016037999A2 (en) * 2014-09-08 2016-03-17 Applied Biomimetic A/S Electricity generation process

Also Published As

Publication number Publication date
CA3067926A1 (en) 2019-01-17
GB201711240D0 (en) 2017-08-23
US20200158096A1 (en) 2020-05-21
KR102598064B1 (ko) 2023-11-02
WO2019011991A1 (en) 2019-01-17
AU2018298864A1 (en) 2020-01-16
CN110914540A (zh) 2020-03-24
EP3642483A1 (en) 2020-04-29
JP2020527673A (ja) 2020-09-10
US11231021B2 (en) 2022-01-25
JP7252952B2 (ja) 2023-04-05
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