Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Factors influencing potential CO2 storage capacity in shales

Waszczuk-Zellner Patrycja, Lutyński Marcin, Koteras Aleksandra

Archives of Mining Sciences

|

2022

|

Vol. 67, no. 1

143--157

EN

This article aims at presenting research on the sorption of carbon dioxide on shales, which will allow to estimate the possibility of CO2 injection into gas shales. It has been established that the adsorption of carbon dioxide for a given sample of sorbent is always greater than that of methane. Moreover, carbon dioxide is the preferred gas if adsorption takes place in the presence of both gases. In this study CO2 sorption experiments were performed on high pressure setup and experimental data were fitted into the Ambrose four components models in order to calculate the total gas capacity of shales as potential CO2 reservoirs. Other data necessary for the calculation have been identified: total organic content, porosity, temperature and moisture content. It was noticed that clay minerals also have an impact on the sorption capacity as the sample with lowest TOC has the highest total clay mineral content and its sorption capacity slightly exceeds the one with higher TOC and lower clay content. There is a positive relationship between the total content of organic matter and the stored volume, and the porosity of the material and the stored volume.

2

Porównawcza analiza metod wyznaczania współczynników dyfuzji na przykładzie sorpcji CO₂ i CH₄ w węglach kamiennych

Marecka A.

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 11

1953-1959

PL

Przedstawiono wyniki badań kinetyki procesu sorpcji i dyfuzji CO₂ i CH₄ na dwóch węglach kamiennych o różnym stopniu uwęglenia. W analizie danych empirycznych wykorzystano procedurę wielostronnej analizy porównawczej metod estymacji parametru kinetycznego z wykorzystaniem dwóch modeli (II prawo Ficka, trzy formy matematyczne oraz model kinetyczny F2). W rozważaniach przyjęto zaproponowaną wcześniej koncepcję estymacji parametrów kinetycznych na przykładzie obliczeń modelowych dla sorpcji gazów na antracycie w szerokich granicach uziarnienia (od poniżej 0,03 mm do 1,5 mm). Przedyskutowano również zależności między estymowanymi parametrami, w ujęciu równania Arrheniusa, na podstawie analizy danych kinetycznych otrzymanych w kilku temperaturach (ciśnienia poniżej 0,1 MPa, warunki izotermiczno-izobaryczne). Zastosowane podejście, które stanowi pewną modyfikację klasycznego modelu dyfuzji wg II prawa Ficka oraz przeprowadzone analizy wartości estymowanych parametrów znacznie rozszerzają możliwości analizowania eksperymentalnych krzywych kinetycznych i umożliwiają porównanie natury złożonych procesów sorpcyjnych w kompleksowej strukturze węgli kamiennych o zdecydowanie odmiennych właściwościach fizykochemicznych i teksturalnych.

EN

Two bituminous coals (C contents 87.58 and 92.30% by mass, pore vols. 0.0549 and 0.0560 cm³/g, resp.) were used as sorbents (grain size 0.49–0.75 mm) for CO₂ and CH₄ sorption at 289–313 K and below 0.1 MPa to det. The kinetic consts. in the F2 kinetic model and the diffusion parameters in the Fick equation (after its transformation). Mechanism and kinetics of the sorption were discussed in aspects to CH₄ recovery from coal beds and CO₂ storage in the beds. The applicability of the 2nd Fick law for the description of the sorption on coals was confirmed.

3

Termiczne przetwarzanie odpadów serpentynitowych w aspekcie utylizacji gazów cieplarnianych oraz produkcji reaktywnego MgO

Kosk I.

Prace Instytutu Szkła, Ceramiki, Materiałów Ogniotrwałych i Budowlanych

|

2008

|

R. 1, nr 2

91-104

PL

Celem artykułu jest przedstawienie możliwości zagospodarowania odpadów złożowych - skał serpentynitowo-perydotytowych z kopalni rudy magnezytowej "Braszowice". Specyficzną cechą wszystkich skał serpentynitowo-perydotytowych jest naturalna zdolność sorbowania CO2. W warunkach naturalnych proces ten jest bardzo powolny, natomiast w warunkach przemysłowych opracowano już technologie, które pozwalają na stosunkowo szybkie związanie CO2. W artykule przedstawiono studium literaturowe dotyczące krajowych i zagranicznych opracowań, w których podano przykłady sposobów przeróbki skał serpentynitowych stosowane na świecie. Celem stosowania tych nowych technologii jest: ograniczenie emisji gazów cieplarnianych do atmosfery poprzez związanie CO2 w węglanach magnezu, a SO3 i N w siarczanach magnezu i siarczanach amonowych.

EN

The purpose of this paper was the presentation of possibility to use the waste serpentynite-peridotite rocks from magnesite ore mine Braszowice. The serpentynite-peridotite rocks characterized with natural ability of absorption of CO2. In nature, this process is very slow, but in industrial conditions they made the technologies allow to let bound the greenhouses gases quickly. The paper presents the study of home and oversize bibliography about. The aim of use new technologies is double. The first is limitation of greenhouse gases emission by bound the CO2 in magnesium carbonates, sulphur and nitrogen by bound in magnesium and nitrogen sulphates.

4

Sorption of pure components and mixtures CO2 and CH4 on hard coals

Ceglarska-Stefańska G., Zarębska K., Wolszczak J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2008

|

T. 24, z. 4/1

123-131

EN

The paper compiles the results of laboratory tests conducted to highlight the various aspects related to CO2 sequestration in coal seams. It is therefore worthwhile to gather the information available on the interactions of CO2 with coals and the effects of CO2 on coals' properties in order to attempt a prediction of the long-term effects of sequestration. Underground storage of CO2 allows for emission reduction, awaiting the development of other sources of energy. CO2 can be stored in deep and permeable rocks isolated by overlying impermeable rock strata. In order to predict the CO2 storage capacity of a candidate coal seam and to model its long-term stability, physical properties of the coals must be known accurately. Thus, the sorption isotherms of CO2 on coal need to be treated carefully in order to obtain the desired information. The experiments were run on a low-rank coal samples (VM 33.4%) in the form of plates 15 x 15 x 5 mm. The experiments were conducted following the standard volumetric method at the temperature 298K, using the volumetric method. Tested sorbates were pure gases: CO2 and CH4 and their mixtures in variable proportions. The considered pressure range was 0-4MPa. Sorption data and chromatographic analyses of gas mixture released during desorption reveal a clear dependence between the actual proportions of the mixture in the ampoule and the composition of desorbed gas. Low concentration of CO2 in the initial mixture causes the desorbed gas mixture to be enriched in CH4, evidencing a preferential sorption of CO2. The factor controlling the selective sorption of gases is the microstructure of coal types in the sample, as they display various porosity and swelling rate due to the presence of gases in the porous structure. Strong and specific interactions were observed between the sorbate and pores as well as stresses due to the swelling of the coal matrix, so their influence on the gas transport processes must be accounted for whilst modelling the gas storage and methane recovery operations.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych ukazujących znaczenie wielu czynników związanych z sekwestracją CO2 w pokładach węgla. Są to istotne informacje, umożliwiające uzyskanie danych dotyczących interakcji CO2 z węglem i prognozowanie ewentualnych skutków długoterminowego izolowania CO2. Podziemne magazynowanie CO2, umożliwia ograniczenie jego emisji, oczekując na rozwój alternatywnych źródeł energii. CO2 może być magazynowany w głębokich i przepuszczalnych pokładach, odizolowanych poprzez przykrywające, nieprzepuszczalne warstwy skalne. W celu prognozowania długookresowego magazynowania oraz biorąc pod uwagę długookresową stabilność takiego układu, niezbędne jest dokładne poznanie fizycznych własciwości węgli. W tym celu należy dokładnie przeanalizować izotermy sorpcji, które dostarczają pożądanych w tym celu informacji. Eksperymenty zostały przeprowadzone na niskouwęglonym węglu (VM 33.4%), wyciętym z bryły macierzystej w formie płytek o wymiarach 15 x 15 x 5 mm. Pomiary przeprowadzono standardową metodą objętościową w temperaturze 298K. Zastosowane sorbaty to pojedyncze gazy: CO2 i CH4 oraz ich mieszanina w zmiennych proporcjach. Badania wykonano w zakresie ciśnień od 0-4 MPa. Dane sorpcyjne oraz analiza chromatograficzna desorbowanego gazu przedstawiają istotną zależność między faktycznym składem mieszaniny w ampułce a kompozycją odbieranego gazu. Niska zawartość ditlenku węgla w wyjściowej mieszaninie świadczy o wzbogaceniu desorbowanego gazu w CH4, co potwierdza uprzywilejowaną sorpcję CO2. Czynnikiem kontrolującym selektywną sorpcję gazów jest mikroporowata struktura oraz typ węgla, odznaczający się różną porowatością oraz rozszerzalnością, spowodowaną obecnością gazów w strukturze porowatej. Zaobserwowano silne i określone interakcje między sorbatem a porami, jak również naprężenia wywołane rozszerzalnością matrycy węgla, których wpływ na procesy transportu gazu musi być brany pod uwagę podczas modelowania składowania gazu i procesów odzyskiwania metanu.

5

Rozwój odkształceń węgla kamiennego w procesach sorpcyjno-desorpcyjnych

Ceglarska-Stefańska G., Majewska Z., Majewski S., Ziętek J., Czerw K.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2007

|

T. 23, z. 3s

41-50

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań sorpcyjnych i dylatometrycznych wykonanych na blokowych próbkach węgla kamiennego (20 x 20 x 40 mm). Powszechnie znane jest zjawisko pęcznienia/kontrakcji węgli towarzyszące procesom sorpcyjnym gazów (CO2, CH4). Te zmiany objętościowe np. w trakcie sekwestracji CO2 w utworach węglonośnych mogą wpływać na zmiany ich przepuszczalności. Koncepcja pracy opiera się na założeniu, że badania prowadzone na kawałkowych próbkach, w porównaniu z badaniami na próbkach ziarnowych, mogą dostarczyć informacji istotnych dla pełniejszego poznania zachowania się CO2 w procesie jego sekwestracji. Uzyskane wyniki wskazują, że na oddziaływania węgiel-gaz ma wpływ naturalna porowatość węgla wynikająca z jego składu maceralnego. W przypadku kawałkowych prób gaz wolny zgromadzony w pęknięciach i szczelinach węgla odpowiedzialny jest za skurcz próbki, który utrudnia dyfuzję do i z porów sorpcyjnych.

EN

The paper reports results of experiments concerning the sorption/desorption processes accompanied by dilatation measurements conducted on block samples of coal (20 x 20 x 40 mm). Swelling/shrinkage of coal which occurs during sorption of gases (CO2, CH4) is a well-known phenomenon. Those changes of the external dimensions, for example during CO2 sequestration in geological strata containing coal, may lead to changes in its permeability. The concept of this study was based on the assumption that experiments conducted on lump samples, in comparison with those performed on grain size fractions, may reveal significant informations to provide a better understanding of CO2 behavior during sequestration process. Results of the experiments show that natural porosity of coal, which results from its maceral composition, has an influence on interactions between coal and gases. In case of lump samples free gas stored in coal cleats and cracks is responsible for a sample contraction and at the same time makes the diffusion into and out of pores more difficult.