基于水凝胶界面光蒸发的压裂返排液脱盐降污处理

作者：张赫; 李小可^*; 熊颖; 文劲

来源：化工进展, 2023, 42(02): 1073-1079.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0741

• 压裂返排液
• 水凝胶
• 太阳能
• 蒸发
• 脱盐

压裂返排液的无害化处理是页岩气绿色开发中亟待解决的问题之一，也是实现“双碳”目标的重要组成部分。本文以天然高分子材料假酸浆胶(NPG)、聚乙烯醇(PVA)为原料，聚吡咯(Ppy)为光吸收剂，制备了具有双网络套孔结构的超亲水性水凝胶(SH)。以太阳能为驱动力，将基于该水凝胶的界面光蒸发技术用于压裂返排液的核心脱盐降污处理，实现了压裂返排液的低能耗达标外排处理。实验结果表明：在1个标准太阳光强度下(1kW/m2),SH处理压裂返排液的界面光蒸发速率最高为3.59kg/(m2·h)，平均光蒸发效率高达96%以上。经脱盐降污处理后的返排液总溶解固体量低于150mg/L，各类盐离子浓度显著降低3～4个数量级，TOC含量去除率高达87.1%。同时水凝胶具有良好的抗盐性和自洁功能，能确保其长期、持续使用。

• 单位
  化学化工学院; 中国石油西南油气田分公司天然气研究院; 成都理工大学