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Simulación Numérica de la Disolución de Mezclas de Dióxido de Carbono-Nitrógeno en Medios Porosos Saturados de Agua: Considerando Efectos de Difusión Cruzada

Autores: Mahmoodpour, Saeed; Singh, Mrityunjay; Mahyapour, Ramin; Omrani, Sina; Sass, Ingo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Simulación Numérica de la Disolución de Mezclas de Dióxido de Carbono-Nitrógeno en Medios Porosos Saturados de Agua: Considerando Efectos de Difusión Cruzada


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Posibilidad
Dióxido de carbono impuro
Secuestro
Simulaciones numéricas
Medios porosos heterogéneos
Flujos de disolución

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La posibilidad de la captura de dióxido de carbono (CO2) impuro puede reducir el costo de estos proyectos y facilitar su adopción generalizada. A pesar de esto, hay un número limitado de estudios que abordan los aspectos de la captura de CO2 impuro. En este estudio, examinamos el proceso de convección-difusión de la disolución de la mezcla de CO2-nitrógeno (N2) en medios porosos saturados de agua a través de simulaciones numéricas. Se consideran aquí los valores de difusión cruzada, como los parámetros faltantes en estudios anteriores, para ver el impacto de la impureza de N2 en la captura de disolución en condiciones más realistas. Se utilizan medios porosos homogéneos para examinar este impacto sin efectos secundarios de la heterogeneidad, y luego las simulaciones se extienden a medios porosos heterogéneos, que son un buen representante de los campos reales. La heterogeneidad en el campo de permeabilidad se genera con simulación gaussiana secuencial. Usando el CO2 disuelto promedio y los flujos de disolución para cada caso, pudimos determinar el inicio de diferentes regímenes de disolución y comportamientos de los flujos de disolución en los procesos de disolución de la mezcla CO2-N2. Los resultados muestran que hay una diferencia notable entre los casos puros y los casos impuros. Además, no reconocer los cambios en la matriz de difusión y los efectos de difusión cruzada puede resultar en errores significativos en el proceso de disolución. A temperaturas más bajas, la impureza de N2 disminuye la cantidad y el flujo de disolución de CO2; sin embargo, a temperaturas más altas, la captura de la mezcla CO2-N2 sería una opción más razonable debido a la mejora del comportamiento de disolución y la reducción de los costos del proyecto. Los resultados de los casos heterogéneos indican que la heterogeneidad, en la mayoría de los casos, reduce el CO2 disuelto promedio y el flujo de disolución e impide el inicio de la convección. Creemos que los resultados de este estudio establecen una base para futuros estudios sobre la captura de la mezcla CO2-N2 en acuíferos salinos.

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