变废为宝 | 深圳院百千瓦级油气废水制氢系统让废水变绿氢
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近日,深圳院联合长庆油田研制的100kW级油气伴生废水电解制氢系统,在苏里格气田实现稳定运行逾60天。该示范运行标志着深圳院在油气废水“降污-制氢”全链条资源化利用领域取得实质性突破,实现了油气废水制氢从实验室研究到工程化应用的关键跨越,为油气行业绿色转型与水资源高效利用提供了新路径。
针对油气开采与加工过程中产生大量高盐、高有机污染物的油气伴生废水,且处理难度大、成本高的痛点,深圳院系统开展双极协同催化理论研究,突破高盐高污环境下关键材料稳定性不足的技术瓶颈,解决废水制氢的材料耐受性与结构创新设计问题,完成了从20kW工程样机到100kW级集成系统的设计、制造、投运,可支撑采出水、压裂液、返排液及炼化废水的规模化处理,并具备向海水、市政污水制氢领域拓展的潜力。
该系统采用常压/加压双构型电解槽模块化设计,其中,常压方型电解槽模块内置高耐盐耐污电极材料,可实现污废水协同电催化氧化与绿氢制取;加压槽模块则以深度处理后的低浓度清洁盐水为原料实现规模化高纯氢气产出。截至目前,已完成5种压裂液、返排液及6种气田采出水的降污制氢试验,累计处理消纳废水24吨,最高制氢速率达40Nm3/h,制氢纯度99.99%,系统综合制氢能耗约为4.5kWh/Nm3H2。经处理后,废水化学需氧量可降低99%,实现废水净化与氢气生产的高效耦合。经测算,在绿电成本0.3元/kWh 条件下,油气废水电解制氢的平准化氢气成本约20.6元/kg,较传统废水处理与制氢模式综合成本降低约25%,具有良好的经济可行性与环境可持续性。
100kW级油气伴生废水电解制氢系统的示范运行,是深圳院深入学习贯彻习近平生态文明思想和“四水四定”原则,落实中国石油绿色发展理念的具体实践。下一步,深圳院将持续推进兆瓦级油气伴生废水制氢系统的研制与应用,打造中国石油绿色制氢与废水资源化领域核心技术优势,构建可复制、可推广的低成本废水处理与高效制氢一体化技术体系,助力中国石油绿色低碳转型。
(编辑:韩语) |

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