Одним из методов опреснения воды является шоковая дистилляция: морскую воду доводят до кипения, в результате образуется водяной пар, который затем конденсируется, превращаясь в воду. Шоковая дистилляция недостаточно глубоко очищает воду и требует большого количества энергии, поэтому на крупных промышленных установках используют обратный осмос – метод, основанный на применении мембран, пропускающих чистую воду, задерживая соли и другие примеси. Однако и здесь есть недостаток: в мембранных системах необходимо поддерживать высокое давление, что также сопряжено с высокими энергозатратами.
Альтернативой является опреснение с помощью газовых гидратов. «Для этого в замораживаемую соленую воду вводят гидратообразующий газ, отделяют кристаллы газогидрата от рассола, отмывают их, плавят и получают пресную воду», – цитирует Институт теплофизики СО РАН старшего научного сотрудника Антона Мелешкина.
При получении газового гидрата из морской воды ученые использовали процесс кипения газа: в ходе эксперимента газ сжижался на стенках реакторной установки и кипел на подогреваемом дне. Такое решение позволило справиться с несколькими задачами. «Во-первых, поверхность пузырьков постоянно обновляется благодаря кипению и последующей конденсации газа. Во-вторых, в установку вводится большое количество газа, поскольку он находится в сжиженном состоянии. Наконец, при высвобождении газа температура в пузырьке оказывается наименьшей, почти равной температуре насыщения. Наложение этих факторов приводит к тому, что на всплывающих пузырьках и формируются гидраты», – приводит Институт теплофизики СО РАН слова Мелешкина.
При правильном подборе условий на поверхности воды начинает активно расти газогидратная шапка, после извлечения и отжима которой получается чистая вода. При этом образующиеся газовые гидраты можно также использовать для хранения природного газа: так, в одном объеме газогидрата метана может содержаться до 170 объемов газообразного метана. Вдобавок, температура хранения газогидратных форм (минус 20 градусов Цельсия) существенно выше температуры сжижения природного газа (минус 162 градуса Цельсия). Поэтому газовые гидраты могут оказаться востребованными для транспортировки газа в удаленные северные районы.
