Энергетика, природные ресурсы, инженерные системы

Информационный портал ТЕПЛОКАРТА
  • Главная
    • Главная

      • Твердотопливные котлы и печи, камины
      • Системы отопления и охлаждения
      • Альтернативная энергия
      • Водоснабжение и водоотведение
      • Вентиляция и кондиционирование
      • Оборудование и материалы
      • Энергоэффективность и энергосбережение
      • Природные ресурсы, экология и строительство
      • Ядерная энергетика
      • Новости, обзоры, события
      • Исследования
  • Указатель терминов
  • Облако тегов
  • О портале
    • О портале

      • Контакты
      • Разместить статью
Исследователи разработали устройство, которое может преобразовывать отходы от опреснительных установок в коммерчески ценные химикаты. Предоставлено: Pixabay / Jarmoluk
Исследователи разработали устройство, которое может преобразовывать отходы от опреснительных установок в коммерчески ценные химикаты. Предоставлено: Pixabay / Jarmoluk

Более эффективный и доступный процесс опреснения воды

Водоснабжение и водоотведение

Опубликовано: 03.07.2020

Обновлено: 09.07.2020

 971

«Опреснение может быть мощным инструментом для уменьшения дефицита воды во всем мире, но оно ограничено энергетическими и денежными затратами на утилизацию рассола»

Опреснение, заключающееся в преобразовании соленой воды в пресную, характеризуется высокими эксплуатационными расходами. Предлагаемое устройство, способное превратить отходы опреснения в коммерчески ценные химические вещества, может сделать этот процесс более дешевым и благоприятным для окружающей среды.

Применив новый подход к решению старого вопроса, исследователи из Стэнфорда создали устройство, которое может сделать преобразование морской воды в пресную прибыльным и экологически безопасным занятием.

Их исследование, опубликованное в ACS Sustainable Chemistry & Engineering, обрисовывает в общих чертах эффективный метод расщепления воды, имеющей очень высокие концентрации солей и химических веществ, называемой рассолом, в коммерчески ценные химикаты и пресную воду. Этот подход исключает необходимость утилизации при опреснении воды опасных химических веществ в местные экосистемы.

«Опреснение может быть мощным инструментом для уменьшения дефицита воды во всем мире, но оно ограничено энергетическими и денежными затратами на утилизацию рассола», - говорит ведущий автор исследования Уилл Тарпех, доцент кафедры химической инженерии в Стэнфорде. «Переосмысливая отношение к рассолу как к ценному ресурсу, появляется стремление стимулировать его сбор и переработку».

Опреснительные заводы по всему миру производят около 123 миллиардов литров питьевой воды в день. Однако этот подход преобразования солоноватой или соленой воды в питьевую остается дорогостоящим, поскольку требует много энергии. Кроме этого, в этом процессе получается примерно в полтора раза больше рассола, чем питьевой воды.

Расщепление соленой воды

Исследователи разработали и протестировали устройство, которое расщепляет компоненты рассола с помощью метода, называемого электрохимическим расщеплением воды и соли.

Водно-солевое расщепление разделяет рассол на положительно заряженные ионы натрия и отрицательно заряженные ионы хлора с помощью электрохимической ячейки - устройства, которое использует электрическую энергию для запуска химических реакций.

Испытав несколько анодов на стабильность и селективность по отношению к выделению кислорода, было обнаружено, что графит демонстрирует на 25% более высокую кислотную выработку, чем оксиды некоторых сочетаний металлов (Ti-Ir и Ti-Pt), и селективность 69% по отношению к выделению кислорода из-за более низкой адсорбции хлоридов на его поверхности.

После разрыва связей натрий и хлор объединяются с другими элементами, образуя новые химические вещества, в том числе гидроксид натрия, водород и соляную кислоту.

Гидроксид натрия, также известный как щелочь, используется при производстве многих продуктов, включая мыло, бумагу, алюминий, моющие средства и взрывчатые вещества. Водород в основном используется для промышленных целей, таких как производство удобрений, хранение и доставка энергии.

Соляная кислота широко используется в коммерческих отраслях промышленности в качестве компонента при производстве электроаккумуляторов, в качестве пищевой добавки и даже в обработке кожи. Ее можно использовать на месте для очистки опреснительных установок.

«Исследование позволило определить конструкцию, которая не только стоит дешевле, но и превосходит обычные методы расщепления воды». «Эти идеи могут улучшить технологию опреснения воды, чтобы сэкономить эксплуатационные расходы и получить доход».

Сокращение отходов в процессе опреснения

Новый подход поможет сократить расходы на утилизацию рассола, которые сейчас составляют около трети общих расходов на опреснение, и избежать вредного воздействия на окружающую среду. Современные методы утилизации рассола вызвают повышение солености и кислотности водных ресурсов в районе действия опреснительных установок, а также дефицит кислорода в водоемах, который негативно воздействует на популяцию животных и растений.

Хотя в представленном исследовании не были получены химические растворы, пригодные для коммерческого использования, из-за недостаточной концентрации, исследователи отмечают, что это первый шаг в создании основы для будущей разработки и эксплуатации установок, использующих электрохимическое водно-солевое расщепление.

 

Источник: Stanford University

 
0.00%
0 0
 Теги:

Публикации на похожую тему:

Гидравлический расчет системы водоотведения

Гидравлический расчет системы водоотведения

Обновлено: 29.03.2021
 2721
Граупель образуется тогда, когда снежинка сталкивается с переохлажденной водой в атмосфере. Предоставлено: Mike_O|Shutterstock

Переохлажденная вода может существовать в стабильном жидком состоянии

Обновлено: 27.09.2020
 742
Фото: В последней версии харвестера окружающий воздух продувается через картридж, наполненный MOF (виден внутри коробки из плексигласа). MOF поглощает воду из воздуха, которая впоследствии удаляется из него мягким нагревом. Сконцентрированный водяной пар проходит через трубку к конденсатору. Этот процесс производит воду, пригодную для питья, даже в таких сухих районах, как пустыня Мохаве. Матье Прево / Калифорнийский университет в Беркли

Комбайн для получения воды из воздуха даже в пустыне

Обновлено: 04.05.2020
 1415

Комментарии:

Alexey Polyakov

Опреснение через испарение проточной морской воды через опреснительную башню снимает проблему экологически вредного соляного раствора - он просто не образуется. По сравнению с обратным осмосом такое испарительное опреснение с использованием солнечного тепла для усиления испарения воды в 10 раз дешевле по стоимости.

Если вы хотите оставить в этой ветке свой комментарий, то, пожалуйста, напишите об этом на странице с контактами

Недавние публикации

Звуковые эффекты в зданиях напрямую зависят от материалов, из которых сделаны потолки, стены, двери и другие ограждающие конструкции. Фото: Rockfon

Звукопоглощение, звукоизоляция и фоновый шум в зданиях

Обновлено: 26.07.2022  636
Тепло выделяется из оксида марганца, когда молекулы воды поглощаются слоистой структурой. Ⓒ Norihiko L. Okamoto

Вода усиливает способность материала поглощать и отдавать тепло

Обновлено: 21.04.2022  640
Струи пламени нагревают теплообменник в печи с принудительной подачей разогретого воздуха в систему отопления. Service Champions

Отопительные печи с принудительной подачей воздуха в помещение

Обновлено: 07.05.2022  606

Популярные категории

  • Водоснабжение и водоотведение23
  • Новости, обзоры, события113
  • Вентиляция и кондиционирование28
  • Твердотопливные котлы и печи, камины34
  • Ядерная энергетика6

Разместить статью

Портал TEPLOKARTA.RU доступен в Google Play

Ссылки:

  • Контакты
  • Разместить статью
  • Конфиденциальность
VK Telegram

© 2023 Россия. Копировать без ссылки запрещено.  TEPLOKARTA.RU

Отправить сообщение об ошибке?

Ошибка:
Выделите опечатку и нажмите Ctrl + Enter, чтобы отправить сообщение об ошибке.