Optimum chain desalination process design for treatment of high TDS brine: A case assessment for future treatment of extracted brine from Shenhua CO<sub>2</sub> storage site
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Carbon dioxide‐enhanced water recovery (CO 2 ‐EWR) is a promising strategy for managing reservoir pressure build‐up and mitigating the risk of fault activation resulting from CO 2 injection in deep saline aquifers. CO 2 ‐EWR can also be employed for supplying the required water for different applications after a treatment stage for the produced saline water. In this study, a brief review on CO 2 ‐EWR technology and its necessities are first carried out. After that, the feasibilities, advantages, and challenges of various available treatment technologies that can potentially be used to treat high total dissolved solids (TDS) brine are comprehensively assessed. Based on comprehensive evaluation on technologies, a chain desalination process, consisting of pretreatment, main treatment, and post treatment, is proposed as a strategic path for the treatment of high TDS brine extracted from the Shenhua CCS site. It is concluded that coagulation‐flocculation and gravity filtration are needed as primary stages to remove suspended particles, while membrane distillation (MD) is selected as a suitable main treatment technology for high TDS Shenhua brine. Then, MD treatment is comprehensively discussed for a small‐scale treatment of extracted Shenhua brine assuming that the pretreated brine is free of suspended solids. After presenting the heat and mass transfer equations for direct contact membrane distillation (DCMD), a mathematical thermodynamic model is programmed in EES (Engineering Equation Solver) software to briefly analyze the performance parameters of DCMD. The results indicate that the designed DCMD, in the absence of auxiliary systems and considering the inherent temperature of extracted brine from different formations, has the capability of producing 15.1 kg m −2 hr of freshwater from the extracted brine of the Shihezi formation layer. In the case of employing the auxiliary system of flat‐plate collector (FPC) combined with heat exchanger (HX) to heat up the extracted Shenhua brine to the desired temperature of 80°C, the amounts of produced flux are enhanced by 133%, 72%, and 45% for the brine extracted from Liujiagou, Shiqianfeng, and Shihezi formations, respectively. Using the yearly solar radiation model in TRNSYS software, the maximum solar radiation on the tilted surface at the location of Shenhua project in Inner Mongolia Autonomous Region of China reaches 3800 kJ m −2 hr at 1 PM on April 1. Considering maximum solar radiation on the tilted surface, it is proved that a small‐surface FPC can supply the required energy to heat up the extracted brine from its inherent temperature to the desired temperature of 80°C. © 2023 Society of Chemical Industry and John Wiley & Sons, Ltd.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».