AMPHOS 21 در شبیه سازی ترسیب کربن
با توجه به AMPHOS 21، یک مشاور تایید شده COMSOL، یکی از راه حل های پیشنهادی برای انتشار دی اکسید کربن (CO 2 ) در جو، ذخیره CO 2 در سازندهای زمین شناسی است، تکنیکی که به عنوان ترسیب دی اکسید کربن شناخته می شود . این تصور باعث شد که مهندسان در AMPHOS 21 فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی را که در حین تزریق گاز به زیر سطح زمین رخ می دهد، مطالعه کنند.
ذخیره دی اکسید کربن در سفره های آب شور عمیق
در یک وبینار اخیر، النا آبارکا و آلبرت ناردی، هر دو از AMPHOS 21، مفهوم ترسیب دی اکسید کربن و چگونگی مطالعه مجازی فرآیندهای درگیر را توضیح دادند.
همانطور که النا توضیح داد، CO2 به عنوان یک سیال فوق بحرانی، در اعماق یک سازند زمین شناسی محدود تزریق می شود که از بازگشت آن به جو جلوگیری می کند. در این حالت، سازند زمین شناسی یک آبخوان عمیق شور است. اگر CO 2 به اندازه کافی عمیق تزریق شود، به چگالی بالایی می رسد (~800 kg/m3 ) و حجم کاهش یافته ای را اشغال می کند. این به فشار بیش از 80 بار نیاز دارد، بنابراین تزریق باید بیش از 800 متر عمق داشته باشد.
شماتیک جداسازی CO 2 . اعتبار تصویر: AMPHOS 21.
در طول تزریق، CO 2 شناور می شود و در بالای آبخوان، زیر کاپروک گسترش می یابد. در مرحله بعد، CO 2 در آب نمک ساکن حل می شود و چگالی آن را افزایش می دهد و باعث فرو رفتن آب نمک از طریق یک فرآیند انگشت گذاری می شود. این بیشتر منجر به یک مخلوط اسیدی می شود که ممکن است با سنگ واکنش داده و تغییراتی در تخلخل سنگ ایجاد کند.
انگشت گذاری گرانشی ناشی از آب متراکم بر روی آب سبک تر است. اعتبار تصویر: AMPHOS 21.
در طول فرآیند ذخیره سازی، می توانیم چهار مکانیسم به دام انداختن را انتظار داشته باشیم:
- تله گذاری سازه ای
- به دام انداختن مویرگی (یعنی اشباع باقیمانده CO 2 در آب)
- انحلال CO 2 در آب نمک
- تله گذاری مواد معدنی
اهمیت این مکانیسم ها با گذشت زمان افزایش می یابد. انگشتان گرانشی حاصل می توانند انحلال CO 2 را در آب نمک ساکن افزایش دهند، که بیشتر باعث انگشت گذاری بیشتر می شود.
به دلایل ایمنی، میخواهیم ذخیرهسازی زمینشناسی را قبل از شروع فرآیند ترسیب کربن ارزیابی کنیم. برای انجام این کار، ما باید مقدار دی اکسید کربنی را که می تواند توسط چهار مکانیسم ذکر شده در بالا به دام بیفتد، پیدا کنیم.
مهندسان AMPHOS 21 تصمیم گرفتند این موضوع را با استفاده از COMSOL Multiphysics و PHREEQC، شبیهساز معروف ژئوشیمیایی، کشف کنند. برای ارتباط این دو نرم افزار، آنها ابزاری به نام iCP توسعه دادند .
شبیه سازی ترسیب کربن: جریان زیرسطحی
در شبیه سازی های خود، تیم AMPHOS 21 جریان رسانه متخلخل چند فازی و فرآیندهای ژئوشیمیایی را با هم جفت کردند.
در وبینار شبیهسازی ترسیب CO 2 ، النا انیمیشنهایی از مدلهای چند جزئی، چند و تک فازی را که برای مطالعه فرآیند CCS استفاده کردند، نشان داد.
اول، آنها می خواستند بفهمند که در طول تزریق اولیه CO 2 چه اتفاقی می افتد . آنها در مدل سه بعدی چند فازی غیرقابل اختلاط خود، دیدند که با رشد ستون CO 2 در حین تزریق، گاز به سمت مرکز گنبد حرکت می کند. هنگامی که تزریق متوقف می شود، CO 2 به حرکت خود به سمت مرکز گنبد ادامه می دهد تا زمانی که دیگر نتواند حرکت کند. برای این مدل، آنها از ویژگی مش تطبیقی در COMSOL Multiphysics استفاده کردند. هنگامی که CO 2 حرکت می کند، مش در مناطقی با جلوی اشباع CO 2 سازگار می شود و اصلاح می شود .
مدل سه بعدی چند فازی غیرقابل امتزاج با مش تطبیقی شش وجهی. اعتبار تصویر: AMPHOS 21.
دوم، آنها می خواستند چگونگی تاثیر موقعیت چاه بر CO2 را که توسط سه مکانیسم از چهار مکانیسم به دام انداختن (ساختاری، مویرگی و انحلال) به دام افتاده است، تجزیه و تحلیل کنند . از طریق مدلهای چند فازی دوبعدی قابل اختلاط ساختار گنبدی مصنوعی، آنها توانستند مقدار گازی که توسط هر یک از مکانیسمها به دام افتاده است را تعیین کنند. آنها دریافتند که موقعیت چاه بر میزان حرکت ستون تأثیر می گذارد و بنابراین نتیجه به دام انداختن را تغییر می دهد.
سوم، آنها برهمکنش ژئوشیمیایی بین اختلاط همرفتی و فرآیندهای حمل و نقل راکتیو مربوط به انحلال CO 2 در آب نمک یک آبخوان گازدار را مطالعه کردند. در این مورد، آنها یک مدل جریان تک فاز با حمل و نقل راکتیو راه اندازی می کنند. آنها اشاره کردند که شروع همرفت در حین تزریق منجر به اثرات انگشت گذاری شد که به نوبه خود بر انحلال مواد معدنی تأثیر گذاشت. در اینجا، توانایی جفت کردن شبیهسازیها بسیار مهم بود، زیرا جریان بر شیمی تأثیر میگذارد و شیمی پس از آن تغذیه میکند و بر جریان تأثیر میگذارد.
با تماشای وبینار آرشیو شده، شبیه سازی ترسیب CO 2 در سازندهای عمیق زمین شناسی، درباره تحقیقات و نتایج آنها بیشتر بیاموزید .
بیشتر خواندن
- بیشتر بدانید در مورد:
- پست های وبلاگ مرتبط:
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید