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武汉岩土所非纯二氧化碳地质封存研究取得进展
2017-11-13    打印 关闭

  CO2捕集利用与封存(CCUS)被认为是实现CO2大规模减排的最有效的途径之一。而该技术面临最大的障碍是捕获过程中的提纯成本太高,为了降低成本,允许一定比例的杂质气体(O2N2ArH2SSO2NOxCH4)和CO2一起进行注入封存。相对高纯度的CO2,杂质气体的混入会改变体系的物理和化学性质(比如相态特征,密度、粘度和热焓等属性参数,水-气相互溶解度和水岩作用等),从而影响CO2地质封存的效率和安全。 

  中国科学院武汉岩土力学研究所科研人员首先基于逸度-活度闪蒸计算模型建立了广阔温度(1-200 oC)、压力(1-1000 bar)和盐度(0-6 mol/kg water)条件下的CO2-杂质(H2SCH4N2O2-咸水体系的相互溶解度计算模型,并利用大量的实验数据校正该模型(图1),使该模型具有较高的可信度。其次是在国际著名多相多组分软件TOUGH2/TOUGHREACT的框架中,开发了新的用于非纯CO2地质封存数值模拟模块EOS7Cm,并与其它软件或是模块TOUGH2/ECO2NTOUGH2/EOS7CCMGTOUGHREACT/ECO2N对比,从多相多组分流动、温度对流传导和化学反应等多个过程验证了其可靠性(图2)。三是利用开发的EOS7Cm成功模拟了两个场地尺度的非纯CO2地质封存问题:松辽盆地通辽CO2混合N2O2多相多组分的反应迁移过程(图3)和四川盆地黄草峡枯竭气田CO2注入方案模拟(包含CO2CH4H2S多种气体组分)(图4)。 

  本研究相关成果已在International Journal of Greenhouse Gas ControlComputers & Geosciences期刊上发表,并获得了软件著作权,第一作者为中国科学院武汉岩土力学研究所雷宏武博士后(李小春研究员指导)。该研究成果得到了中国博士后基金(2015M580682)、国家自然科学基金青年基金(41602255)和中英繁荣基金的共同资助。 

  相关论文和软件著作权:12 

  CO2-CH4-H2S-咸水系统的相互溶解度预测计算程序. 登记号:2015SR235935 

  1 CO2-杂质-咸水相互溶解度模型建立 

  2 EOS7Cm开发和验证 

  3 松辽盆地通辽CO2混合N2O2多相多组分的反应迁移 

  4 四川盆地黄草峡枯竭气田CO2注入非等温多相多组分数值模拟 

 
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