طراحی آب شیرین کن با استفاده از انرژی زمین گرمایی چاه¬های نفت رها شده
محورهای موضوعی : انرژی های تجدید پذیر
نازیلا عزیزی بروجردی
1
,
اشکان عبدالی سوسن
2
*
,
عزت اله کاظم زاده
3
1 - دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی سیستم¬های انرژی، گروه مهندسی انرژی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
2 - استادیار، گروه فنی و مهندسی، واحد آستارا، دانشگاه آزاد اسلامی، آستارا، ایران*.(مسوول مکاتبات)
3 - دانشیار، پردیس پژوهش و توسعه صنایع بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران.
کلید واژه: بحران آب, آب شیرین کن , سوخت های فسیلی , انرژی های تجدید پذیر , چاه نفت رها شده,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: شیرین کردن آب شور میتواند در مقابله با بحران کم آبی کمک مناسبی باشد. با توجه به این که چاههای نفت جهت استحصال نفت سرمایه گذاری و حفاری شدهاند و پس از اتمام استحصال نفت و گاز میتوان از انرژی حرارتی این چاهها برای تولید آب شیرین استفاده کرد. هدف تحقیق حاضر طراحی آب شیرین کن زمین گرمایی با استفاده از انرژی حرارتی اعماق چاه نفت رها شده است.
روش بررسی: این تحقیق در سال 1400 در جزیره خارک در خلیج فارس انجام شده است. ابتدا از روش شیرین سازی چند مرحلهای برای استفاده از حرارت چاه نفت رها شده انتخاب میشود. سپس روش ها و ساختارهایی که بتوان به کمک آنها میزان تولید آب شیرین با استفاده از این چاه را افزایش داد، با استفاده از نرم افزار EES مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ۴ سناریو مختلف ارائه گردیده است، که شامل:
• شیرین سازی چند مرحله ای مرسوم
• شیرین سازی چند مرحله ای به همراه پیش گرمایش ثانویه
• شیرین سازی چند مرحله ای به همراه پیش گرمایش ثانویه و فلش باکس خارجی
• شیرین سازی چند مرحله ای به همراه پیش گرمایش ثانویه، فلش باکس خارجی و فلش باکس داخلی
یافته ها و نتیجه گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که در سناریو چهارم بیشترین مقدار تولید آب شیرین مشخص شده است که این مقدار برابر با 592 متر مکعب در روز است. سپس تاثیرات محیط زیستی استفاده از این نوع آب شیرین آنالیز شده است. در بخش پایانی این پژوهش آب شیرین کن زمین گرمایی با استفاده از حرارت چاه نفت رها شده به روش ارزش فعلی و نرخ های تورم تحلیل اقتصادی شده است.
Background and Objective: Desalination of brackish water can be a good help in dealing with the water crisis. The aim of the present study is to design a geothermal desalination plant using thermal energy from the depths of abandoned oil wells.
Material and Methodology: This research was done in 1400 on Khark Island in the Persian Gulf. First, a multi-stage sweetening method is selected to use the heat of the abandoned oil well. Then, the methods and structures that help you increase the production of sweet milk using this option were examined using EES software, for which 4 different types have been presented, including:
· Conventional multi-stage sweetening
· Multi-stage sweetening with secondary preheating
· Multi-stage sweetening with secondary preheating and external flash box
· Multi-stage sweetening with secondary preheating, external flashbox and internal flashbox
Findings: Research findings show that the variable of presence of tourists in this area is influenced by the following life indices including: Economic prosperity, improving environmental quality, reduction of air pollution, improving communication of inhabitants and easy access to public transportation means and improving cultural issues.
Discussion and Conclusion: In the final part of this research, geothermal desalination using economic heat from abandoned oil wells using current value method and inflation rates is economically analyzed.
1. Bebran, Siddique; Honarbakhsh, Nazli; Water crisis in Iran and the world. (In Persian)
2. http://www.americansecurityproject.org/a-coming-water-crisis/.
3. Raluy, R., et al., Life-cycle assessment of desalination technologies integrated system Desalination, 2015. 356:p. 94-114.
4. Christ, A., et al., Techno-economic analysis of geothermal desalination using Hot Sedimentary Aquifers: A pre-feasibility study for Western Australia. Desalination, 2017. 404: p. 167-181.
5. Noorollahi, Y., et al., Numerical simulation of power production from abandoned oil wells in Ahwaz oil field in southern Iran. Geothermics, 2015. 55: p. 16-23.
6. Ghaffour, N., et al., Renewable energy-driven desalination technologies: a comprehensive review on challenges and potential applications of integrated systems. Desalination, 2015. 356: p. 94 -111.
7. Hanafi, A., et al., Thermo-Economic Analysis of Combined Cycle MED-TVC Desalination System. Energy Procedia, 2015. 75: p. 1005 -1020.
8. Cheng, W.-L., et al., Studies on geothermal power generation using abandoned oil wells. Energy, 2013. 59: p. 248-254.
9. Druetta, P., P. Aguirre, and S. Mussati, Optimization of multi-effect evaporation desalination plants. Desalination, 2017. 311: p. 1-15.
10. Al-Karaghouli, A.A. and L. Kazmerski, Renewable energy Opportunities in water desalination. Desalination, Trends and Technologies, 2017: p. 149-184.
11. Gohari, A., et al., Water transfer as a solution to water shortage: a fix that can backfire. Journal of Hydrology, 2013. 491: p. 23-39.
12. Kalogirou,S., Survey of solar desalination systems and system selection. energy, 1997. 22(1): p. 69-81.
13. Al-Mutaz, I.S. and I. Wazeer, Comparative performance evaluation of conventional multi- effect evaporation desalination processes. Applied Thermal Engineering, 2014. 73(1): p. 1194 -1203.
14. El-Dessouky, H.T., H.M. Ettouney, and F. Mandani, Performance of parallel feed multiple effect evaporation system for seawater desalination. Applied Thermal Engineering, 2000. 20(17): p. 1679-1706.
15. Blanco, J., et al., Review of feasible solar energy applications to water processes. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2009. 13(6): p. 1437-1449.
16. Clayton, R., A review of current knowledge, Desalination for water supply. foundation for water research, 2011.
17. Grubert, E.A., A.S. Stillwell, and M.E. Webber, Where does solar-aided seawater desalination make sense? A method for identifying sustainable sites. Desalination, 2014. 339: p. 10-17.
18. Dessouky, H.T. and H.M. Ettouney, Fundamentals of salt water desalination. 2002: Elsevier.
19. Lattemann, S. and T. Höpner, Environmental impact and impact assessment of seawater desalination. Desalination, 2008. 220(1-3): p. 1-15.
20. Akella, A., R. Saini, and M.P. Sharma, Social, economical and environmental impacts of renewable energy systems. Renewable Energy, 2009. 34(2): p. 390-396.
21. Kalogirou, S.A., Seawater desalination using renewable energy sources. Progress in energy and combustion science, 2005. 31(3): p. 242-281.