近日,深圳院聯合長慶油田研制的100kW級油氣伴生廢水電解制氫系統,在蘇里格氣田實現穩定運行逾60天。該示范運行標志著深圳院在油氣廢水“降污-制氫”全鏈條資源化利用領域取得實質性突破,實現了油氣廢水制氫從實驗室研究到工程化應用的關鍵跨越,為油氣行業綠色轉型與水資源高效利用提供了新路徑。

針對油氣開采與加工過程中產生大量高鹽、高有機污染物的油氣伴生廢水,且處理難度大、成本高的痛點,深圳院系統開展雙極協同催化理論研究,突破高鹽高污環境下關鍵材料穩定性不足的技術瓶頸,解決廢水制氫的材料耐受性與結構創新設計問題,完成了從20kW工程樣機到100kW級集成系統的設計、制造、投運,可支撐采出水、壓裂液、返排液及煉化廢水的規模化處理,并具備向海水、市政污水制氫領域拓展的潛力。
該系統采用常壓/加壓雙構型電解槽模塊化設計,其中,常壓方型電解槽模塊內置高耐鹽耐污電極材料,可實現污廢水協同電催化氧化與綠氫制取;加壓槽模塊則以深度處理后的低濃度清潔鹽水為原料實現規模化高純氫氣產出。截至目前,已完成5種壓裂液、返排液及6種氣田采出水的降污制氫試驗,累計處理消納廢水24噸,最高制氫速率達40Nm3/h,制氫純度99.99%,系統綜合制氫能耗約為4.5kWh/Nm3H2。經處理后,廢水化學需氧量可降低99%,實現廢水凈化與氫氣生產的高效耦合。經測算,在綠電成本0.3元/kWh 條件下,油氣廢水電解制氫的平準化氫氣成本約20.6元/kg,較傳統廢水處理與制氫模式綜合成本降低約25%,具有良好的經濟可行性與環境可持續性。

100kW級油氣伴生廢水電解制氫系統的示范運行,是深圳院深入學習貫徹習近平生態文明思想和“四水四定”原則,落實中國石油綠色發展理念的具體實踐。下一步,深圳院將持續推進兆瓦級油氣伴生廢水制氫系統的研制與應用,打造中國石油綠色制氫與廢水資源化領域核心技術優勢,構建可復制、可推廣的低成本廢水處理與高效制氫一體化技術體系,助力中國石油綠色低碳轉型。
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