عنوان پایان‌نامه
مطالعه جایگزینی رقابتی و ذخیره سازی گاز دی اکسیدکربن در محیطهای متخلخل کربنی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 39488;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 781.
- تاریخ دفاع
- ۳۰ آذر ۱۳۸۷
- استاد راهنما
- ابونا ثقفی, محمدرضا مهرنیا
- دانشجو
- امین غنی زاده
- چکیده
- چکیده: در سالهای اخیر موضوع استخراج متان موجود در معادن زیرزمینی زغال و جایگزینی آن با گاز دی اکسید کربن مورد توجه بسیار قرار گرفته است. صنعت استخراج متان موجود در زغال و جایگزینی آن با گاز دی اکسید کربن فرایندی است که از آن به عنوان فرایند برنده – برنده یاد می شود که هم به لحاظ کنترل انتشار گازهای گلخانه¬ای و هم به لحاظ منبع ارزشمندی از گاز سوختی متان حائز اهمیت و در خور توجه خاص می باشد. در بخشی از پایان نامه حاضر با استفاده از روش¬های آزمایشگاهی، نحوه نفوذ وحرکت چندین گاز مختلف در محیط های متخلخل ماسه سنگ (نیتروژن، دی¬اکسید¬کربن، متان، کریپتون و آرگون) و زغال (نیتروژن، دی اکسیدکربن، متان) و پارامترهای موثر بر آن مورد مطالعه و بحث قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که نفوذپذیری ماسه¬سنگ و زغال به نوع سیال عبوری بستگی داشته و با افزایش فشار حفروی کاهش می یابد. همچنین این بررسی نشان می دهد که نفوذپذیری گازهای مختلف از میان محیط متخلخل ماسه سنگ در محدوده دمای C° 47-27 و فشار KPa 950-550 به دما وابستگی ندارد. نتایج آزمایشگاهی بررسی نفوذپذیری مولکولی زوج¬های ترکیبی گازهای نیتروژن، دی اکسید¬ کربن و متان در محیط متخلخل ماسه¬سنگ در دمای C° 27 و فشار MPa 3 نشان می¬دهد که ضریب نفوذپذیری دوتایی زوج¬های گازی در محیط متخلخل ماسه¬سنگ با یکدیگر یکسان نیست و به نوع برش نمونه مورد بررسی (برش عمودی یا افقی) نیز بستگی دارد. در بخش دیگری از این تحقیق، ظرفیت جذب سطحی گازهای گلخانه¬ای (دی اکسید کربن و متان) در محیط متخلخل زغال و در شرایط دمای C° 27 و فشار MPa4-0 با استفاده از ابزار آزمایشگاهی جذب سطحی به روش حجم¬سنجی اندازه¬گیری و مقایسه گردید. نتایج این بررسی نشان داد که ظرفیت جذب سطحی گاز¬ دی اکسید کربن در این شرایط بمراتب بیشتر از ظرفیت جذب سطحی گاز متان است که بمنظور فرایند جایگزینی متان موجود در زغال با گاز دی اکسید کربن بسیار مطلوب می¬باشد.
- Abstract
- Abstract In recent years CO2 sequestration has been considered as a suitable solution for prevention of the release of CO2 to the atmosphere. This not only reduces the quantity of CO2 in the atmosphere, but can also improve the recovery of methane from the seam which can be used as an energy source. In this study, the permeability of different gases through sandstone (nitrogen, Argon, Krypton, carbon dioxide and methane) and coal (nitrogen, carbon dioxide and methane) samples were studied experimentally and the effect of some environmental parameters on these phenomena were investigated. The results showed that the permeability of these porous media is dependent on type of fluid and permeability of all of these fluids decreases with decrease of mean pore fluid. It also can be concluded that the effect of temperature on permeability of sandstone at temperature range of 27-47 °C is negligible. The diffusivities of pairs of gases (nitrogen, carbon dioxide and methane) through a sandstone sample were also studied at temperature 27 °C and pressure 3 MPa. The diffusivity results indicated that the diffusivity coefficients of pair of gases are not the same in porous media and these coefficients are also dependent on type of sample (perpendicular and parallel). The adsorption capacities of most important greenhouse gases (carbon dioxide and methane) were also studied using a volumetric isothermal adsorption system at temperature 27 °C and pressures ranging from 0-4 MPa. The results showed that the adsorption capacity of carbon dioxide is considerably higher than methane as was expected. This is an important conclusion which can play a critical role in CO2 sequestration in coal mines. Keywords: CO2 sequestration, adsorption capacity, permeability, diffusivity
