شبیه سازی میزان جذب CO۲ توسط محلولهای نمکی با شوری کم در فشار بالا با استفاده از نرم افزار PHREEQC

تولید و انتشار دی اکسیدکربن حاصل از احتراق سوخت های فسیلی باعث انتشار گازهای گلخانه ای و گرمایش کره زمین می گردد. نشر گاز دی اکسیدکربن به یکی از معضلات محیط زیست تبدیل شده است . یکی از راهکارهای کاهش انتشار دی اکسیدکربن ، جذب و ذخیرهسازی آن در سفرههای زیرزمینی و یا مخازن تخلیه شده نفتی می باشد. انحلال دی اکسیدکربن در آب برحسب نوع کاتیون ممکن است باعث رسوب نمک کربناته آن کاتیون شود. در این مطالعه به بررسی تاثیر پارامترهای مختلف همچون نوع نمک ها، کاتیونها و آنیونهای مختلف ، غلظت های مختلف نمک با شوری کم و دما بر میزان جذب و ذخیرهسازی گاز دی اکسیدکربن و شبیه سازی این فرآیند در یک سیستم فشار بالا در دمای مخزن با استفاده از نرم افزار PHREEQC پرداخته شده است . حضور نمک ها در آب باعث کاهش جذب دی اکسیدکربن نسبت به آب خالص می شود و این کاهش جذب در غلظت ها و دماهای بالاتر نمک محسوستر است . همچنین وجود کاتیونهای دو ظرفیتی و یا آنیونها با تراکم بار کمتر باعث افزایش نسبی میزان دی اکسیدکربن جذب شده توسط آب نمک می گردند. نتایج نشان داده است که میزان رسوب تشکیل شده شدیدا وابسته به نوع نمک است . بیشترین میزان رسوب نمک کربناته در محلول Na۲SO۴، NaCl و KCl در دمای ۴۵ درجه سانتی گراد تشکیل شده است . درمحلولهای MgSO۴، MgCl۲ و CaCl۲ میزان رسوب نسبت به محلولهای Na۲SO۴، NaCl و KCl بسیار کم است . به عبارت دیگر وجودکاتیون های دو ظرفیتی باعث کاهش تشکیل رسوب کربناته می گردد. با افزایش نمک ، غلظت یونهای کربناته و بی کربناته و رسوب نمک کربناته و بی کربناته افزایش می یابد. غلظت یونهای کربناته با افزایش دما افزایشی است اما غلظت یون های بی کربناته کاتیونهای دو ظرفیتی حساسیت کمی نسبت به دما داشته و غلظت یونهای بی کربناته کاتیونهای تک ظرفیتی با افزایش دما کاهش می یابد. مهمترین عامل در تعیین میزان دی اکسیدکربن جذب شده، ظرفیت کاتیون حاصل از انحلال نمک می باشد. به این صورت که نمک های حاوی کاتیونهای دوظرفیتی دارای ظرفیت جذب دی اکسیدکربن بالاتری نسبت به کاتیونهای تک ظرفیتی می باشند. در مقایسه میزان جذب دی اکسیدکربن توسط نمک های دارای کاتیون مشترک، چگالی بار آنیون تعیین کننده میزان جذب است . بدین مفهوم که آب نمک حاوی آنیون با چگالی بار کمتر دی اکسیدکربن بیشتری را جذب می کند. از آنجا که افزایش چگالی بار در کاتیونها باعث افزایش جاذبه الکتروستاتیکی و کاهش چگالی بار در آنیونها باعث کاهش دافعه الکتروستاتیکی آنها با آنیون کربنات حاصل از جذب دی اکسیدکربن می گردد، می توان گفت بر همکنش های الکتروستاتیکی - که شدت آنها تابع نوع و غلظت یونهای حاصل از انحلال نمک ها هستند- تعیین کننده میزان جذب دی اکسیدکربن در محلولهای نمکی است .

کلیدواژه ها:

PHREEQC ، آب با شوری کم ، جذب گاز دی اکسیدکربن ، شبیه سازی ، گازهای گلخانه ای