我院刘百仓教授团队近期于Chemical Engineering Journal发表题为《基于太阳能驱动界面蒸发技术对页岩气废水进行脱盐及资源回收》的综述论文。该文章的第一作者为博士研究生谢宛岑,通讯作者为刘百仓教授。
该综述的主要内容包括:
i)全球页岩气废水处理及回用所面临的挑战;
ii)太阳能界面蒸发(SIE)技术应用于页岩气废水处理的可行性分析;
iii)冷凝水回用的方法及挑战;
iv)战略性资源回收潜力的分析;
v)SIE技术的挑战及展望。
【文章简介】
页岩气废水的安全、经济管理对于能源行业的可持续发展至关重要。近零排放(ZLD)是全球页岩气废水管理的总目标,但由于水质的复杂性以及相关处理技术的高成本,这一目标的实现非常困难。太阳能驱动界面蒸发技术(SIE)作为一种低成本且环保的水脱盐技术,可能是实现页岩气废水零排放的一种长期可行的方案。经济技术分析表明,即使在太阳能辐射强度低且页岩气废水量大的四川盆地,4000 m2的太阳能吸收面积也足以实现页岩气废水的零排放,这个面积通常只是一个页岩气废水储存池的表面积。此外,该技术的设备投资成本低于$ 1 /m3,比传统的膜技术和热技术便宜得多(成本超过 $15 /m3)。此外,太阳能驱动界面蒸发过程也会产生有益的副产品,比如冷凝水和结晶盐,可以同步实现有效的回收,这也有助于减少环境影响,符合循环经济原则。冷凝水可以回用于灌溉,但需要对水质进行综合评估,因为挥发性有机物可能会在蒸发过程中进入冷凝水,本文还讨论了该问题可能的解决方案。资源回收、特别是战略性资源锂和稀土元素的回收,也引起了研究者的广泛兴趣,是一个很有前景的研究方向。本文讨论了实现页岩气废水中重要战略资源回收的可能的方案。目前太阳能驱动界面蒸发处理页岩气废水主要挑战包括:太阳能吸收器的结垢和污染问题、低成本的潜热回收方案、系统的可扩展性,以及高效的水生产和盐收集方案的设计。这些问题还需要专门的研究、分析和测试。
图1 全球太阳能辐射资源和页岩油气资源分布图
【原文信息】
原文链接: https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132624
【部分作者介绍】
第一作者
博士生:谢宛岑
通讯作者
刘百仓
工作单位:四川大学新能源与低碳技术研究院
通讯邮箱:bcliu@scu.edu.cn
先进膜与水资源可持续利用团队:http://www.baicangliu.org
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