Doctoraatsverdediging

Faculty of Science
Chemical and radiological assessment of deep brine-type geothermal groundwaters
Doctorandus/a PhD student
  Name: Jente Pauwels
Promotie / Defence
  When: 05.11.2021, 17h00
  Language: English
  Where: aula van de Tweede Hoofdwet, 01.02, Kasteelpark Arenberg 41, 3001 Heverlee
 
Promotor / Supervisor
  Prof. dr.  Valérie Cappuyns(promotor)
  Prof. dr.  Philippe Muchez (co-promotor)
 
Samenvatting van het onderzoek / Summary of Research

Geothermie is een hernieuwbare energiebron waarbij warmte en/of warm water uit de ondergrond wordt gebruikt. Secundaire mineralen kunnen zich vormen in een geothermische installatie, als gevolg van druk- en temperatuursveranderingen en chemische reacties die optreden wanneer het geothermisch water opgepompt wordt naar de oppervlakte. De vorming van deze mineralen kan verstoppingen veroorzaken en doet de efficiëntie van de installatie dalen. Radionucliden zullen vaak samen neerslaan met deze secundaire mineralen wat de opeenstapeling van radioactief afval tot gevolg heeft. Deze problemen doen zich ook voor in de geothermische installatie van de Balmatt site in Mol. De karakteristieken en radioactiviteit van de secundaire mineralen die zich opstapelen in de geothermische installatie van de Balmatt site werden hier onderzocht. Galena (loodsulfide, PbS) is het meest voorkomende mineraal dat gevonden werd in de installatie, samen met nog andere lood-mineralen en enkele carbonaatmineralen. De radionucliden 210Pb en 210Po werden samen waargenomen met de lood-mineralen terwijl 226Ra voornamelijk werd gevonden in de carbonaatmineralen. In dit onderzoek werden twee chemische inhibitoren getest voor hun stabiliteit op de hoge druk- en temperatuursomstandigheden die aanwezig zijn in de geothermische installatie in Mol. Beide inhibitoren bleken onstabiel te zijn. De efficiëntie van drie inhibitoren tegen de vorming van lood-mineralen werd vervolgens ook getest. Geen enkele inhibitor slaagde erin om de vorming van lood-mineralen te voorkomen of te verminderen. Extra onderzoek naar gepaste inhibitoren is noodzakelijk. Tijdens het boren van de eerste boring in kader van de geothermische site, werd er origineel geothermisch water afgeleid naar een nabijgelegen opvangbekken. Dit water bevat een verhoogde concentratie aan 226Ra. In kader van de opkuis van dit bekken werden twee harsen getest voor hun sorptie efficiëntie. Één van de twee harsen bleek een goede sorptie capaciteit te hebben voor 226Ra en kan bijgevolg verder onderzocht worden voor de opkuis van het opvangbekken. 


Geothermal energy is a renewable energy source by which heat and/or warm water is extracted from the subsurface. Due to changes in pressure and temperature and chemical reactions when the geothermal fluid is pumped through the wells and surface installations, secondary minerals can be formed. The formation of secondary minerals can result in clogging of certain parts of the surface installation and a decrease in efficiency. Together with these secondary minerals, radionuclides can precipitate, causing the accumulation of radioactive waste. These issues are also occurring in the geothermal installation of the Balmatt site in Mol and were investigated in this research. The characteristics of the minerals were determined together with their radioactivity. The main scaling mineral observed in the geothermal system of the Balmatt site is galena (lead-sulfide, PbS) and other Pb-bearing minerals with some minor amounts of carbonates. The radionuclides 210Pb and 210Po were observed to co-precipitate with the Pb-bearing minerals, while 226Ra was observed to co-precipitate with the carbonates. In this research, two different chemical inhibitor fluids were tested for their stability at the high pressure and temperature conditions present in the geothermal installation. Both inhibitors showed to be unstable under these conditions. Moreover, three different chemical inhibitor fluids were tested for their efficiency to prevent the formation of Pb-bearing minerals. All three of them failed to prevent or to decrease the amount of precipitation. Further investigation of these inhibitor fluids needs to be performed. During the drilling of the first geothermal well of the Balmatt site, water containing elevated amounts of 226Ra was deviated into a collection pond. In context of the clean-up of the collection pond, the sorption efficiency of two different resins on the 226Ra radionuclide was investigated. One resin showed a high sorption yield and can thus be further tested to be used on a larger scale. 

 
Volledige tekst van het doctoraat / full text
https://lirias.kuleuven.be/handle/123456789/683444

 
Examencommissie / Board of examiners
 Prof. dr. Valérie Cappuyns (promotor)
 Prof. dr. Philippe Muchez (co-promotor)
 Prof. dr. Wim Dehaen (voorzitter/chairman)
 Prof. dr. Patrick Degryse
 Prof. dr. Rudy Swennen
Dr. Ben Laenen , VITO
Dr. Sonia Salah , SCK-CEN
Dr. Simona Regenspurg , Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ )
Dr. Mirela Vasile , SCK●CEN
 

K.U.Leuven - CWIS Copyright © Katholieke Universiteit Leuven | Reacties op de inhoud: help page
Laatste wijziging: 21-04-2024 | Disclaimer
URL: http://www.kuleuven.be/doctoraatsverdediging/