Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ zmiany selektywności membrany na charakterystyki pracy membranowej jednostki bezpośredniego wychwytu dwutlenku węgla z powietrza

Niesporek Kamil, Kotowicz Janusz, Janusz-Szymańska Katarzyna, Baszczeńska Oliwia

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 4

58--63

PL

Wypełnienie założeń scenariusza zerowej emisji netto do 2050 r. wymaga implementacji technologii bezpośredniego wychwytu dwutlenku wegla z powietrza. W artykule przedstawiono wpływ zmiany selektywności membrany na charakterystyki pracy membranowej jednostki bezpośredniego wychwytu dwutlenku węgla z powietrza. Przy założeniu stężenia dwutlenku węgla w retentacie na poziomie 300 ppm oraz stałej przepuszczalności CO2 wykazano, że wzrost selektywności membrany przekłada się na zwiększenie udziału dwutlenku węgla w permeacie oraz powoduje obniżenie energochłonności procesu. Negatywnym aspektem jest wzrost wymaganej powierzchni membrany. Określono również najważniejsze charakterystyki pracy układu w funkcji ciśnienia permeatu i selektywności membrany. Stwierdzono, że wraz z wzrostem różnicy ciśnień w układzie i selektywności membrany można osiągnąć większy udział CO2 w permeacie oraz zminimalizować zużycie mocy oraz energochłonność procesu separacji. Najwyższy stopień odzysku dwutlenku węgla osiągnięto, natomiast dla najniższych wartości selektywności i najmniejszej badanej różnicy ciśnień.

EN

Meeting the net zero emissions scenario by 2050 requires the deployment of direct air capture (DAC) technology. This paper presents the impact of changing membrane selectivity on the performance characteristics of a membrane unit for direct air capture. Assuming a carbon dioxide concentration in the retentate of 300 ppm and constant 002 permeance, it was shown that increasing membrane selectivity leads to a higher share of carbon dioxide in the permeate and reduces the energy consumption of the process. A negative aspect, however, is the increase in membrane surface area required. The most important characteristics of system performance as a function of permeate pressure and membrane selectivity were also determined. It was found that as the system pressure differential and membrane selectivity increase, a higher C02 content in the permeate can be achieved and the energy consumption and energy intensity of the separation process can be minimised. The highest carbon dioxide recovery was obtained for the lowest selectivity values and lowest pressure difference.

2

Możliwości wytwarzania wodoru z gazu ziemnego

Gburzyńska Marta

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2024

|

nr 2

25--28

PL

Wytwarzanie wodoru stanowi kluczowy obszar w dziedz inie energetyki i mobilności, dlatego istotne jest zrozumienie technologii oraz rozwijanie bardziej zrównoważonych metod produkcji tego cennego nośnika energii. W artykule skoncentrowano się na aspektach technologic znych związanych z wytwarzaniem wodoru z gazu ziemnego, wykorzystu jąc cztery metody: SMR, POX, ATR, piroliza. Przedstawiono informacje dotyczące technologii produkcji wodoru przy użyciu gazu ziemnego, szczegółowo omawiając procesy związane z każdą z metod. Zaprezentow ane zostały schematy produkcyjne dla każdej z metod, a także przeanal izowane reakcje chemiczne charakteryzujące poszczególne procesy. W celu pełniejszego zrozumienia omawianych metod, podsumowano również wady i zalety każdego z procesów.

EN

The production of hydrogen is a crucial area in the field of energy and mobility, making it essential to understand the technology and develop more sustainable methods for producing this valuable energy carri er. The article focuses on the technological aspects of hydrogen production from natural gas, utilizing four methods: SMR, POX, ATR, and pyrolysis. Information regarding the technology of hydrogen production using natural gas is presented, with a detailed discussion of the processes associated with each method. Production schematics are provided for each method, along with an analysis of the chemical reactions characterizing each process. To enhance comprehension of the discussed methods, the article also summarizes the advantages and disadvantages of each process.

3

Wpływ korozji węglanowej na szczelność kamieni cementowych w otworach przeznaczonych do sekwestracji

Kut Łukasz

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 1

12--18

PL

Od kilku lat na całym świecie bardzo często poruszane są zagadnienia dotyczące emisji dwutlenku węgla do środowiska oraz problemów z tym związanych. Niektóre kraje postanowiły stanąć do walki i szukać sposobów na zmniejszenie ilości produkowanego dwutlenku węgla i ewentualnej możliwości jego bezpiecznego składowania. Zanieczyszczenie środowiska oraz wzrost emisji dwutlenku węgla do atmosfery stanowią obecnie główne problemy dotyczące gospodarki światowej, a w szczególności krajowej. Jednym ze sposobów składowania CO2 jest jego sekwestracja, czyli podziemne składowanie i deponowanie w strukturach geologicznych, między innymi w wyeksploatowanych złożach ropy i gazu oraz poziomach solankowych. Kolejnym sposobem może być zatłaczanie dwutlenku węgla do złoża ropy, co stanowi jedną z efektywniejszych metod wspomagania wydobycia. W naszym kraju na najbliższe lata planuje się wiercenia otworów przeznaczonych do sekwestracji dwutlenku węgla. Do cementowania tych otworów powinny być użyte zaczyny uszczelniające, które wykazują podwyższoną odporność na działanie CO2 oraz odpowiednio niskie porowatość i przepuszczalność. Przemysł naftowy w Polsce do uszczelniania kolumn rur okładzinowych stosuje konwencjonalne zaczyny cementowe na bazie cementu portlandzkiego A-42,5R lub wiertniczego „G” wraz z innymi składnikami regulującymi parametry zaczynów i stwardniałych zaczynów cementowych. Powszechnie stosowane w otworach wiertniczych zaczyny uszczelniające mogą ulegać korozji węglanowej, dlatego konieczne jest prowadzenie badań oraz analiza oddziaływania CO2 nie tylko na zmianę parametrów mechanicznych stwardniałych zaczynów, ale również na zmiany struktury porowej stwardniałych zaczynów i ich szczelności w czasie. Celem badań była analiza wpływu korozji węglanowej na zmianę struktury porowej oraz przepuszczalności dla gazu stwardniałych zaczynów cementowych w funkcji czasu ich sezonowania. Badaniom laboratoryjnym poddano stwardniałe zaczyny cementowe wykonane według receptur powszechnie stosowanych w przemyśle naftowym podczas uszczelniania kolumn rur okładzinowych w temperaturach od 60°C do 80°C. Próbki stwardniałych zaczynów cementowych przetrzymywano w wodzie wodociągowej i analogicznie sezonowano w wodzie nasyconej CO2 oraz poddawano badaniom po upływie założonego czasu. Analizowany był wpływ dwutlenku węgla na zmiany przepuszczalności dla gazu i porowatości stwardniałych zaczynów cementowych w funkcji czasu ich sezonowania. Przeprowadzone badania ukazały wpływ korozji węglanowej na strukturę stwardniałych zaczynów cementowych oraz na zmiany szczelności płaszcza cementowego w czasie oraz możliwości ich zastosowania w wyeksploatowanych złożach ropy i gazu przeznaczonych do składowania dwutlenku węgla. Z wybranych receptur zaczynów cementowych sporządzono próbki stwardniałych zaczynów cementowych. Zaczyny cementowe wiązały przez 48 godzin w ustalonej temperaturze i ciśnieniu (warunki otworopodobne). Otrzymane próbki stwardniałego zaczynu cementowego poddano badaniu porowatości oraz przepuszczalności dla gazu.

EN

For several years, discussions about carbon dioxide emissions and related environmental issues have been prevalent worldwide. Some countries have e committed to addressing this issue by seeking methods to reduce carbon dioxide production and ensure its safe storage. Environmental pollution and the increase in carbon dioxide emissions into the atmosphere are currently the main problems affecting not only the global economy, but domestic economies in particular. One of the methods of storing CO2 is sequestration, i.e., underground storage and depositing in geological structures, including depleted oil and gas reservoirs and aquifers. Another approach involves injecting carbon dioxide into oil reservoirs, which is considered one of more effective methods of enhancing oil recovery. In Poland, drilling boreholes for carbon dioxide sequestration is planned in the coming years. To cement these boreholes, sealing slurries that exhibit increased resistance to CO2, low porosity and permeability should be used. The oil industry in Poland uses conventional cement slurries based on Portland A-42.5R or class G oil-well cement, along with other ingredients that regulate the parameters of slurries and hardened cement slurries, to seal casing strings. Sealing slurries typically used in drilling boreholes may be susceptible to carbonate corrosion, therefore it is necessary to conduct research and analyze the impact of CO2 not only on changes in the mechanical parameters of hardened slurries but also in the pore structure of stones and their tightness over time. The aim of the research was to analyze the impact of carbonate corrosion on the change in the pore structure and gas permeability of hardened cement slurries as a function of their seasoning time. Laboratory tests were conducted on hardened cement slurries, prepared using compositions typically used in the petroleum industry for sealing casing strings at temperatures ranging from 60 to 80°C. Samples of hardened cement slurries were kept in tap water, while analogous samples were seasoned in CO2-saturated water and tested after specific periods. The influence of carbon dioxide on changes in gas permeability and porosity of hardened cement slurries as a function of their seasoning time was analyzed. The study revealed the impact of carbonate corrosion on the structure of hardened cement slurries and changes in the tightness of the cement sheath over time, as well as the possibility of their use in depleted oil and gas reservoirs intended for carbon dioxide storage. Samples of hardened cement slurries were prepared from selected cement slurry compositions. The slurries were allowed to set for 48 hours under controlled temperature and pressure conditions, simulating borehole environments. The obtained samples of hardened cement slurry were then tested for porosity and gas permeability.

4

Metody pomiaru strumienia dwutlenku węgla w transporcie rurociągowym

Włodek Tomasz, Rosłonek Grzegorz

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2024

|

Nr 10

2--7

PL

Jedną z dróg ograniczenia emisji dwutlenku węgla, zwłaszcza w tych gałęziach przemysłu, które ze względu na wykorzystywane procesy technologiczne nie mają możliwości ograniczenia emisji dwutlenku węgla, jest jego wychwyt, następnie transport do miejsca składowania i zatłoczenie do wytypowanych struktur geologicznych. Transport dwutlenku węgla jako kluczowe ogniwo odgrywa istotną rolę w systemach wychwytywania i składowania dwutlenku węgla. Rurociągi, jako najbardziej ekonomiczne, mają ogromne zalety w transporcie dużych ilości dwutlenku węgla. Dwutlenek węgla może być transportowany rurociągami w fazie gazowej, w fazie ciekłej oraz w fazie nadkrytycznej (gęstej fazie gazowej). Istotne różnice we właściwościach CO2, ze względu na fazę w jakiej jest on transportowany, generują duże wyzwania w zakresie doboru odpowiednich metod pomiaru ilościowego i jakościowego strumienia przesyłanego dwutlenku węgla. W artykule przedstawiono główne metody pomiaru ilościowego i jakościowego strumienia przesyłanego dwutlenku węgla wraz z ich porównaniem.

EN

One of the path to reduce carbon dioxide emissions, especially in those industries that, due to the technological processes used, do not have the possibility to reduce carbon dioxide emissions, is its capture, then transport to the storage site and injection into selected geological structures. Carbon dioxide transport as a key link plays an important role in carbon dioxide capture and storage systems. Pipelines, as the most economical, have great advantages in the transport of large amounts of carbon dioxide. Carbon dioxide can be transported by pipelines in the gas phase, in the liquid phase, and in the supercritical phase (dense gas phase). Significant differences in the properties of CO2 due to the phase in which it is transported generate major challenges in the selection of appropriate methods for quantitative and qualitative measurement of the transmitted carbon dioxide stream. The paper presents the main methods for quantitative and qualitative measurement of the transmitted carbon dioxide stream along with their comparison.

5

Preparation of slag-based foam concrete by chemical foaming for CO2 sequestration

Li Wei, Lyu Zhiwen, Liu Jian, Li Wei, Sun Ziqiang, Ma Yan, Cheng Weimin, Meng Xiangjun, Xin Lin, Sun Xikui

Environment Protection Engineering

|

2024

|

Vol. 50, nr 2

95--114

EN

Carbon dioxide emissions are among the most influential causes of global warming, and the recovery, capture, and comprehensive utilization of CO2 are the keys to carbon emissions reduction. High-porosity foam concrete was prepared using CaO as the alkali activator, and H2O2 as the foaming agent. Based on a single-factor experiment and response surface analysis, the best preparation condi-tions for foam concrete were obtained (water-to-cement ratio 0.4, alkali excitation dosage 10.73%, foaming agent dosage 8.26%). The porous material prepared under the optimal process conditions can achieve a CO2. sequestration performance of 91.59 kg/m3, and the actual sequestration capacity is con-sistent with the theoretical prediction value of 90.89 kg/m3. Mechanistic analysis shows that the precarbonation hydration products of foam concrete are mainly C-S-H gel, Ca(OH)2, and hydrotalcite-like compounds, which bond the slag particles together to form a three-dimensional spatially firmly con-nected structure. This study provides a reference for the application of alkaline solid waste materials in the field of carbon sequestration.

6

Wychwyt i zagospodarowanie dwutlenku węgla jako elementy dekarbonizacji energetyki i przemysłu – stan wiedzy i perspektywy rozwoju

Czekalski Rafał, Kochaniewicz Andrzej

Energetyka

|

2024

|

nr 2

59--67

PL

W artykule przedstawiono aktualny stan wiedzy w zakresie problematyki wychwytu oraz zagospodarowania dwutlenku węgla. W pierwszej części skupiono się na przeglądzie dostępnych metod wychwytu CO2 oraz zwrócono uwagę na metody, które mają największe szanse na komercyjne wdrożenie w przemyśle cementowym, rafineryjnym, hutniczym, papierniczym oraz energetyce. Wykonano obliczenia modelowe w celu określenia wpływu instalacji wychwytu CO2 na wskaźniki pracy bloku na przykładzie bloku gazowo-parowego klasy 600 MW. Analiza integracji wychwytu CO2 z blokiem gazowo-parowym miała na celu określenie energochłonności procesu i wpływu na wskaźniki energetyczne bloku. Uzyskane wyniki obliczeń porównano z wynikami podobnych analiz (różnych bloków energetycznych zasilanych paliwami kopalnymi) dostępnymi w publikacjach naukowych. Dla analizowanego modelu bloku gazowo-parowego zintegrowanego z wychwytem CO2 dokonano próby oszacowania nakładów inwestycyjnych na budowę instalacji CCS (bez uwzględnienia kosztów transportu CO2 oraz kosztów zmiennych). W drugiej części artykułu przedstawiono kwestię zagospodarowania CO2. W tym kontekście rozpatrywane były dwie opcje, tj. zatłaczanie pod ziemię (geologiczne składowanie) oraz utylizacja poprzez konwersję w inny wartościowy produkt. W końcowej części artykułu skupiono się na najistotniejszych barierach dla rozwoju wychwytu i utylizacji CO2, która wynika przede wszystkim z braku precyzyjnych regulacji prawnych, bardzo wysokich kosztów ekonomicznych oraz ograniczeń o charakterze technicznym.

EN

The article presents the state of the art in carbon capture and management. The first part of the article includes a review of available carbon capture technologies and highlights methods that have the greatest chance of commercial application in cement, refining, iron and steel, paper and power industries. The article presents model calculations made to assess the impact of the carbon capture facility on performance indicators of power units using the example of a 600 MW CCGT unit. The integration of CO2 capture with the CCGT unit is analyzed to determine energy consumption of the process and its impact on energy indicators of the unit. The calculation results are compared with the results of similar analysis (of different fossil fuel-fired power units) available in scientific publications. An attempt is made to estimate capital expenditures for construction of the CCS facility (excluding CO2 transport costs and variable costs) for the analyzed model of the CCGT unit integrated with CO2 capture. The second part of the article presents issues related to carbon management. In this context, two options are considered, i.e., underground injection (geological storage) and conversion into another valuable product. The final part of the article focuses on the most significant barriers to development of carbon capture and utilization, resulting mainly from the lack of precise legal regulations, very high economic costs and technical constraints.

7

The use of algae as carbon dioxide absorber in heat production industry

Kupczak Paweł, Kulig Sylwester

Archives of Environmental Protection

|

2024

|

Vol. 50, no. 1

13--18

EN

There are approximately 15 million users of system heat in Poland, but unfortunately nearly 70% of the fuel used in heat production is fossil fuel. Therefore, the CO2 emission reduction in the heat production industry is becoming one of the key challenges. City Heat Distribution Enterprise Ltd. in Nowy Sącz (Miejskie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej sp. z o.o.) has been conducting a self-financed research and development project entitled The use of algae as carbon dioxide absorbers at MPEC Nowy Sącz. The project deals with postcombustion CO2 capture using Chlorella vulgaris algae. As a result of tests conducted in a 1000 l hermetic container under optimal temperature and light conditions, the recovery of biomass can be performed in weekly cycles, yielding approximately 25 kilograms of biomass per year. Assuming that half of the dry mass of the algae is carbon, it can be said that 240 grams of carbon is bound in one cycle, which, converted to CO2 , gives 880 grams of this gas. Our results showed that around 45.8 kilograms of CO2 per year was absorbed. Additionally, it is possible to use waste materials and by-products of technological processes as a nutrient medium for algae.

PL

W Polsce z ciepła systemowego korzysta ok. 15 mln osób, lecz niestety blisko 70 proc. paliw zużywanych do produkcji ciepła to paliwa węglowe. Zatem redukcja emisji CO2 w ciepłownictwie staje się jednym z kluczowych wyzwań. Miejskie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej sp. z o.o. w Nowym Sączu realizuje projekt badawczo-rozwojowy finansowany ze środków własnych pn. Zastosowanie alg jako absorbera dwutlenku węgla w MPEC Nowy Sącz. Projekt związany jest z wychwytywaniem CO2 po spalaniu z wykorzystaniem alg Chlorella vulgaris. W wyniku przeprowadzonych badań w szczelnym zbiorniku o pojemności 1000 l w optymalnych warunkach temperatury i oświetlenia odzysk biomasy można prowadzić w cyklach cotygodniowych, uzyskując ok. 25 kg biomasy rocznie. Przyjmując, że połowa suchej masy alg to węgiel, można przyjąć, że w jednym cyklu związane zostaje 240 g węgla, co w przełożeniu na CO2 daje 880 g tego gazu. W skali roku można zatem zaabsorbować ok. 45,8 kg CO2. Dodatkowo jako pożywkę dla alg można stosować materiały odpadowe i produkty uboczne z procesów technologicznych.

8

Methodology to monitor the seismic response to injected carbon dioxide. Model and synthetic seismograms of CO2 injection

Alajmi Mamdoh, Gei Davide, Carcione José M., Qadrouh Ayman N., Santos Juan, Ba Jing

Acta Geophysica

|

2024

|

Vol. 72, no. 2

1343--1353

EN

Petrophysics and fluid-flow simulations are used to build a realistic pre- and post- CO2 injection geological model for the Utsira formation at the Sleipner field, and the Fourier pseudospectral method is employed to compute synthetic seismograms. The methodology can be used to perform a seismic sensitivity analysis for the detection of carbon dioxide. We built the model solely based on the porosity and clay content of the formations with the aid of fluid-flow and seismic simulations. The pressure map before the injection is assumed to be hydrostatic for which a reference porosity map is defined. The injection induces pore pressure variations and partial saturation, which affect the poroelastic properties and hence the associated seismic response. A proper porosity-permeability-clay content relation is one of the key factors since permeability determines the preferential flow directions and the distribution of the CO2 plume. The petrophysical model is based on a shaly sandstone (or sandy shale) to represent the caprock, Utsira Sand and embedded mudstone layers. The composite permeability (anisotropic) is analogous to the inverse electrical resistance model. Gas viscosity depends on pressure and temperature. The P- and S-wave velocities are obtained from Gassmann equation (pre-injection) and White’s mesoscopic model (post-injection), which also yields the P-wave quality factor in the case of partial (patchy) saturation. To model a realistic situation, we implement a fractal variation of the porosity and clay content, based on the von Kármán correlation function. We then compare the real and synthetic seismograms (pre-injection and post-injection) and show the effect of attenuation on the seismic data. Simulations and real data show a remarkable match.

9

Results of using sustainable aviation fuel in transport aircraft on different flight levels and their influence on carbon-dioxide Co2 emissions

Lazic Dragan, Grujic Vladimir, Cvetkovic Dragan

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2023

|

z. 119

105--123

EN

During the recent 40 years, the quantity of energy sources globally has been reduced, and the consequence of this situation that the oil in the world becomes more expensive. Many manufacturers have been forced to initiate the development of completely new concepts of developing commercial aircraft which would be more rational regarding fuel consumption by completely retaining the best quality of passenger services. A continuous uptrend of the propellant cost globally since 1990s has forced not only smaller companies but also the most powerful enterprises in aviation industry, such as the “General Electric”, to return to the research and development programs of Turbo Prop engines. In the case of the aircraft DHC Dash 8 Q 400, the engineering preparation of the flight for calculating the changes of travel propellant while the switch of the flight altitude was being done. By analyzing nine various levels of flight, the conclusion has been indisputably reached that regardless of the vast altitudes of a flight and the horizontal distance covered during climb and descent, the fuel consumption is significantly lower than while flying at much lower altitudes with much lower horizontal distance in climb and descent. All the indicators that have been reached undeniably confirm the fact that a flight at great altitudes enables lower consumption of fuel and less necessary time of the flights. By such analysis and setting sustainable aircraft fuels into equations, numerous improvements in the world of aviation, which directly influence the quality of life on the global level, are achieved. Likewise, it will indicate the possibility of substitution of classical hydrocarbon (fossil) fuels with biofuels which, while burning, release much lower emission of exhaust gases.

10

Zabezpieczanie wysokosprawnych silników elektrycznych bezpiecznikami topikowymi

Tätweiler Detlef, Ćwidak Krzysztof

Wiadomości Elektrotechniczne

|

2023

|

R. 91, nr 9

63--67

PL

Potrzeba redukcji emisji CO2, zużycia energii i oszczędności zasobów stała się przedmiotem wielokierunkowych działań legislacyjnych. Duży potencjał oszczędności stanowi ograniczenie zużycia energii elektrycznej przez stosowane w napędach silniki elektryczne, zużywające ok. 70% całej energii elektrycznej w przemyśle.

11

Bezpośredni wychwyt dwutlenku węgla z powietrza aktualny stan i kierunek badań

Kotowicz Janusz, Niesporek Kamil

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 4

44--51

PL

W niniejszym artykule dokonano przeglądu literaturowego dotyczącego technologii bezpośredniego wychwytu dwutlenku węgla z powietrza, zwracając szczególną uwagę na zagadnienia takie jak badania nad opracowaniem wysoce efektywnych sorbentów, ekonomiczne aspekty funkcjonowania przedsiębiorstwa, współpraca ze źródłami OZE w ramach technologii Power-to-X czy oddziaływanie sorbentów na środowisko naturalne. Przedstawiono również aktualny stan projektów realizujących DAC. Zwrócono uwagę na konieczność rozwoju tej technologii, szczególnie mając na uwadze zachodzącą transformację energetyczną. Poruszono również problematykę energochłonności procesu.

EN

This article reviews the literature on direct atmospheric carbon capture (DAC) technology, paying partic ar attention to issues such as research into the development of highly efficient sorbents, the economics of the b›usiness, cooperation with RES sources as part of power—to-X technology or the environmental impact of sorbents. The current status of projects implementing DAC was also presented. Attention was drawn to the 'neces sity of developing this technology, particularly in view of the ongoing energy transition. The energy intensity of the process was also discussed.

12

Wychwyt, wykorzystanie i składowanie dwutlenku węgla: przegląd rozwiązań i perspektywa dla Polski

Dańko Rafał, Nowak Wojciech, Strojny Magdalena, Gładysz Paweł

Przegląd Odlewnictwa

|

2023

|

Vol. 73, nr 11-12

392--395

PL

W ostatnich latach obserwuje się wzrost zainteresowania technologiami wychwytu, gospodarczego wykorzystania i składowania dwutlenku węgla (ang. carbon capture, utilization and storage – CCUS) we wszystkich sektorach przemysłu, gdzie inne metody w zakresie znaczącej redukcji emisji dwutlenku węgla (CO2) są niemożliwe, technologicznie niedostępne lub zbyt kosztowne. Aby ograniczyć wzrost globalnego ocieplenia i osiągnąć wyznaczone cele klimatyczne, skala technologii z łańcucha CCUS zgodnie z najnowszymi analizami musi wzrosnąć do gigaton sekwestrowanego CO2 rocznie. Technologie CCUS są często wspominane również w kontekście dążenia do osiągnięcia zerowego bilansu CO2 do roku 2050, gdzie innowacyjne rozwiązania oparte o wytwarzanie bioenergii połączone z wychwytem CO2 lub bezpośrednie usuwanie dwutlenku węgla z atmosfery mogą stanowić cenny wkład w osiągnięcie neutralności klimatycznej poprzez generowanie tzw. „ujemnych” emisji. Konieczność implementacji technologii z łańcucha CCUS jest często podkreślana przez uznane, międzynarodowe organizacje zajmujące się tematyką w obszarze nowych technologii, energetyki czy zmian klimatu. W związku z tym, niniejszy artykuł traktuje o rozwiązaniach w zakresie technologii łańcucha CCUS oraz skupia się na analizie stanu obecnego z uwzględnieniem perspektywy krajowej.

EN

The increase of interests concerning the carbon capture, utilization and storage (CCUS) is seen current years in such industry sectors, in which other methods of a significant reduction of carbon dioxide (CO2) are not possible, technologically inaccessible or too costly. In order to limit the global warming and to achieve the determined climatic goals, the technology scale from the CCUS chain, according to the most recent analyses, must increase to gigatons of sequestered CO2 annually. CCUS technologies are often mentioned also in a context of striving to achieve zero CO2 balance to the year 2050. Innovatory solutions based on bioenergy production, joined with the capture of CO2 or a direct removal of carbon dioxide from the atmosphere, can constitute a valuable contribution in achieving the climatic neutrality by generating the so-called ‘negative’ emissions. The necessity of implementations of technologies from the CCUS chain is often emphasised by recognized international organisations dealing with problems of new technologies, energy and climate changes. In relation to that, the hereby paper concerns solutions in the field of CCUS chain technology and focuses on the analysis of the current state with taking into account the national perspective.

13

Wychwyt, wykorzystanie i składowanie dwutlenku węgla: przegląd rozwiązań i perspektywa dla Polski

Nowak Wojciech, Strojny Magdalena, Gładysz Paweł, Ściążko Marek

Przegląd Odlewnictwa

|

2023

|

Vol. 73, nr 7-8

208--211

PL

W ostatnich latach obserwuje się wzrost zainteresowania technologiami wychwytu, gospodarczego wykorzystania i składowania dwutlenku węgla (ang. carbon capture, utilization and storage – CCUS) we wszystkich sektorach przemysłu, gdzie inne metody w zakresie znaczącej redukcji emisji CO2 s ąniemożliwe, technologicznie niedostępne lub zbyt kosztowne. Technologie CCUS s ączęsto wspominane również w kontekście dążenia do osiągnięcia zerowego bilansu CO2 do roku 2050, gdzie innowacyjne rozwiązania oparte o wytwarzanie bioenergii połączone z wychwytem CO2 lub bezpośrednie usuwanie dwutlenku węgla z atmosfery mogą stanowić cenny wkład w osiągnięcie neutralności klimatycznej poprzez generowanie tzw. „ujemnych” emisji. Konieczność implementacji technologii z łańcucha CCUS jest często podkreślana przez uznane, międzynarodowe organizacje zajmujące się tematyką w obszarze nowych technologii, energetyki czy zmian klimatu. W związku z tym, niniejszy artykuł traktuje o rozwiązaniach w zakresie technologii łańcucha CCUS oraz skupia się na analizie stanu obecnego z uwzględnieniem perspektywy krajowej.

EN

Last years an increase in interests of technologies of carbon capture, utilization and storage of carbon dioxide (CCUS) has been noticed in such sectors of industry in which other methods of a significant reduction of carbon dioxide emission are not possible, technologically unavailable or too costly. The CCUS technologies are often mentioned in a context of striving to achieve the zero balance of CO2 up to the year 2050. Innovatory solutions based on the production of bioenergy combined with a capture of CO2 or with a direct removal of carbon dioxide from the atmosphere can constitute a valuable contribution in reaching climatic neutrality by generating the so-called „negative” emissions. The necessity of implementing the technology from the CCUS chain is often emphasised by known and recognized international organisations dealing with new technologies, power engineering or climate changes. On account of this, the hereby paper concentrates on solutions within the CCUS technology chain and on analysis of the current state with taking into account the country perspective.

14

Study of the effectiveness of the new inhibitor in different aggressive media

Gurbanov Huseyn R., Talybov Gulahmad M., Adygezalova Mehpara B., Zhang Yu X.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 7

478--483

EN

The corrosion protection effect of the new S-1 reagent in media with the pH values of 2.0, 4.0, 6.0, as well as carbon dioxide and hydrogen sulfide added separately and combined to the mentioned media, was first tested under laboratory conditions. The protective effect of reagent S-1 was weak in the corrosion medium without hydrogen sulfide and carbon dioxide. However, as the acidity of the medium and the concentration of the reagent increases, the corrosion protection efficiency of the inhibitor also increases. The highest effect is observed at pH = 2.0 and reagent concentration of 30 mg/l. The corrosion protection effect of the reagent reaches 97% under these conditions. In the media with pH = 4.0 and pH = 6.0 without carbon dioxide and hydrogen sulfide, the protective effect of the inhibitor at the optimal concentration of 30 mg/l is 66% and 64%, respectively. In the medium with added carbon dioxide, the protective effect of inhibitor S-1 decreases at pH = 2.0 and, on the contrary, increases at the values of pH = 4.0 and pH = 6.0. Also, as the pressure of carbon dioxide in the medium increases, the protective effect of inhibitor S-1 increases. When hydrogen sulfide is added to the medium, it causes an increase in the corrosion rate and the protection efficiency of inhibitor S-1. However, in the medium without inhibitor, the increase of hydrogen sulfide concentration only up to CH2S = 400 mg/l is accompanied by an increase in the corrosion rate at all values of pH. The addition of 1000 mg/l of hydrogen sulfide to the corrosion medium leads to the decrease in the corrosion rate in the medium without inhibitors and a slight decrease in the protective effect at the concentration of the inhibitor Cinh = 10 mg/l. As the concentration of inhibitor S-1 increases in the medium with the addition of carbon dioxide and hydrogen, its corrosion protection effect also increases. In the range of Cinh = 10–30 mg/l, when PCO2 = 0.5 atm and CH2S = 200 mg/l, the protective effect is estimated at 38–99%, and when CH2S = 1000 mg/l, it is estimated at 17–79%. At PCO2 = 1.0 atm, the value of protective effect is 22–95% and 14–76%, and finally at PCO2 = 2.0 atm, the value of the corrosion protection effect of inhibitor S-1 is estimated at 44–92% and 15–75%, respectively. The coexistence of carbon dioxide and hydrogen sulfide in an aggressive medium leads to an increase in the protective effect of inhibitor S-1 compared to the medium containing only carbon dioxide, and reduces it in comparison to the medium with hydrogen sulfide. An increase in carbon dioxide pressure in the presence of hydrogen sulfide causes a decrease in the protective effect of inhibitor S-1. The protective effect of inhibitor S-1 is lower in the medium with hydrogen sulfide concentration of 1000 mg/l compared to a concentration of 200 mg/l. This case is also observed in the carbon dioxide free medium.

PL

Działanie antykorozyjne nowego odczynnika S-1 w agresywnych mediach o pH 2,0; 4,0; 6,0, a także dwutlenku węgla i siarkowodoru dodawanych osobno lub łącznie do tych mediów, zostało najpierw zbadane w warunkach laboratoryjnych. Działanie ochronne odczynnika S-1 było słabe w środowisku korozyjnym bez siarkowodoru i dwutlenku węgla. Jednak wraz ze wzrostem kwasowości medium i stężenia odczynnika wzrasta również skuteczność inhibitora w ochronie przed korozją. Najlepsze działanie antykorozyjne odnotowano przy wartości pH = 2,0 i stężeniu odczynnika 30 mg/l. Skuteczność ochronna odczynnika wynosi wówczas 97%. W medium o pH = 4,0 i pH = 6,0 bez dwutlenku węgla i siarkowodoru skuteczność ochronna inhibitora przy optymalnym stężeniu 30 mg/l wynosi odpowiednio 66 i 64%. W medium z dodatkiem dwutlenku węgla działanie ochronne inhibitora S-1 maleje przy wartości pH = 2,0 i odwrotnie wzrasta przy wartościach pH = 4,0 i pH = 6,0. Ponadto, wraz ze wzrostem ciśnienia dwutlenku węgla w środowisku wzrasta skuteczność ochronna inhibitora S-1. Dodanie siarkowodoru do medium powoduje wzrost tempa korozji i skuteczności ochronnej inhibitora S-1. Jednak w medium bez inhibitora wzrostowi stężenia siarkowodoru nawet do tak niskiej wartości jak CH2S = 400 mg/l towarzyszy wzrost tempa korozji przy wszystkich wartościach pH. Dodanie 1000 mg/l siarkowodoru do medium korozyjnego prowadzi do zmniejszenia tempa korozji w medium bez inhibitorów i nieznacznego zmniejszenia działania ochronnego przy stężeniu inhibitora Cinh = 10 mg/l. Wraz ze wzrostem stężenia inhibitora S-1 w medium z dodatkiem dwutlenku węgla i siarkowodoru, zwiększa się również jego działanie antykorozyjne. W zakresie Cinh = 10–30 mg/l, gdy PCO2 = 0,5 atm i CH2S = 200 mg/l, skuteczność ochronną szacuje się na 38–99%, natomiast przy CH2S = 1000 mg/l na 17–79%. Dla PCO2 = 1,0 atm skuteczność ochronna wynosi od 22–95% do 14–76%, a przy PCO2 = 2,0 atm skuteczność antykorozyjną inhibitora S-1 szacuje się odpowiednio na 44–92% i 15–75%. Jednoczesne występowanie dwutlenku węgla i siarkowodoru w agresywnym medium zwiększa skuteczność ochronną inhibitora S-1 w stosunku do medium zawierającego tylko dwutlenek węgla i zmniejsza ją w porównaniu do medium z siarkowodorem. Wzrost ciśnienia dwutlenku węgla w obecności siarkowodoru powoduje zmniejszenie skuteczności ochronnej inhibitora S-1. Ulega ona także zmniejszeniu w środowisku o stężeniu siarkowodoru 1000 mg/l w porównaniu do stężenia 200 mg/l. Ten przypadek obserwuje się również w środowisku bez dodatku dwutlenku węgla.

15

Sposób oceny rozkładu temperatury w produkcyjnym otworze geotermalnym przy dopływie mieszaniny solanki i dwutlenku węgla w zakresie warunków nadkrytycznych

Szpunar Tadeusz, Majkrzak Marcin

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 3

190--198

PL

W artykule przedstawiono sposób oceny rozkładu temperatury w produkcyjnym otworze geotermalnym w sytuacji dopływu mieszaniny wody złożowej (solanki) oraz – planowanego jako główny nośnik energii cieplnej – dwutlenku węgla w zakresie nadkrytycznych parametrów ciśnienia i temperatury. We wstępie podkreślono znaczenie ograniczenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery, omówiono krótko charakterystykę przemian fazowych CO2 oraz przedstawiono sposób jego alternatywnego zagospodarowania. Zyskującym w ostatnich latach na popularności sposobem ograniczenia szkodliwego oddziaływania dwutlenku węgla jest jego wykorzystanie jako medium roboczego przy pozyskiwaniu energii geotermalnej, tj. wprowadzenie go do obiegu w układzie otworów (zatłaczającego i produkcyjnego) do wyeksploatowanych złóż węglowodorów (ropy lub gazu). W pracy zobrazowano zasady pracy takich otworów, przedstawiono korzyści wykorzystania w systemach geotermalnych dwutlenku węgla jako płynu roboczego oraz określono warunki niezbędne do efektywnego działania omawianego układu. Jednym z elementów publikacji jest bilans wymiany ciepła pomiędzy płynem przemieszczającym się ze złoża na powierzchnię a górotworem. W ramach rozwiązania problemu zaprezentowano model bilansowy przyjętych i oddanych ilości ciepła przez mieszaninę solanki i dwutlenku węgla w otworze geotermalnym. Przedstawione zostały ponadto procedury określania parametrów CO2 w funkcji ciśnienia i temperatury w odwiercie, w tym lepkość, gęstość i współczynnik przewodzenia ciepła w mieszaninie. Podano również sposób obliczania parametrów koniecznych do określenia współczynnika przejmowania ciepła pomiędzy cyrkulującym płynem a ścianą rury okładzinowej. Na potrzeby obliczeń założono, że temperatura na ścianie odwiertu zmienia się liniowo wraz z głębokością, tzn. zgodnie z tak zwanym gradientem geotermicznym. Podano też zależność umożliwiającą określenie ilości ciepła przekazywanego od górotworu do przepływającej mieszaniny solanki i CO2. Jako element końcowy przedstawiono zależność wielkości temperatury płynu wypływającego z otworu od jego głębokości całkowitej, przyjętego natężenia przepływu i zmiennych proporcji CO2 i solanki w składzie mieszaniny. Wszystkie obliczenia przeprowadzono z uwzględnieniem właściwości CO2 w zakresie parametrów nadkrytycznych ciśnienia i temperatury, wzięto w nich również pod uwagę stopień izolacji cieplnej odwiertu. Przedstawiona została procedura obliczeń, a wyniki przykładu obliczeniowego zestawiono w formie tabelarycznej i graficznej. Na ich podstawie podjęto próbę wskazania, który z rozpatrywanych parametrów wpływa najsilniej na końcową wielkość temperatury wypływającego z odwiertu płynu.

EN

The article presents a method of evaluating temperature distribution in a production geothermal well in case of inflow of a mixture of formation water (brine) and supercritical carbon dioxide, as the main carrier of thermal energy. In introduction the problem of reducing the carbon dioxide emissions to atmosphere and characteristics of CO2 phase transformations are briefly discussed. Provided are alternative methods of utilization of CO2 including its sequestration by injection to the depleted oil and gas reservoirs using the injection and production wells working in tandem. As the main part of the article heat balance is constructed describing heat exchange between fluid flowing up from reservoir and the rock mass. The heat balance is used to find the relation between temperature of brine/CO2 mixture which is out-flowing of the geothermal well. Procedures for determination of CO2 parameters are provided (viscosity, density and thermal conductivity in the mixture) as function of pressure and temperature in the well. The method for calculation of these parameters is presented, which is used to determine heat transfer coefficient between circulating fluid and wall of casing. For the purposes of the calculations, it was assumed that the temperature on the borehole changes linearly with the depth, i.e. in accordance with geothermal gradient. Moreover, the dependence enabling determination of the amount of heat transferred from the rock mass to the flowing mixture of brine and CO2 was given. Carbon dioxide is assumed to be in the supercritical range of temperature and pressure. The results are presented as the relation between temperature of the mixture at various depths of well and for various flow rates and various compositions of the mixture. Due account is given to the impact of the wellbore thermal insulation on temperature and pressure-dependent parameters of carbon dioxide flow in the well. The parameters which govern temperature of brine and CO2 mixture out- flowing of production well are specified. The results are also presented in a graphical and tabular form.

16

Ocena wpływu korozji węglanowej na stwardniałe zaczyny cementowe uszczelniające otwory przeznaczone do sekwestracji CO2

Kut Łukasz

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 1

44--51

PL

Zanieczyszczenie środowiska oraz wzrost emisji dwutlenku węgla do atmosfery stanowią obecnie główne problemy dotyczące nie tylko gospodarki światowej, ale w szczególności krajowej. Istnieje wiele źródeł zanieczyszczeń, jednak w naszym kraju jako główne wymienia się elektrownie, w których wytwarzanie energii odbywa się dzięki paliwom kopalnym, co prowadzi do wysokiej emisyjności CO2. Obecnie głównym aspektem jest nie tylko ograniczenie emisji dwutlenku węgla do atmosfery, ale i możliwość jego skutecznego wychwytywania i trwałego magazynowania. Jedną z możliwości jest wykorzystanie do składowania CO2 wyeksploatowanych złóż ropy i gazu oraz poziomów solankowych. Przemysł naftowy w naszym kraju do uszczelniania kolumny rur okładzinowych stosuje konwencjonalne zaczyny cementowe na bazie cementu portlandzkiego lub wiertniczego „G” wraz z innymi dodatkami lub/i domieszkami regulującymi parametry zaczynów i kamieni cementowych. Powszechnie używane zaczyny cementowe pod wpływem rozpuszczonego w wodzie CO2 mogą ulegać tzw. korozji węglanowej. Działanie dwutlenku węgla w stwardniałym zaczynie polega na wyługowywaniu z matrycy cementowej związków wapnia: najpierw portlandytu (Ca(OH)2), a następnie uwodnionych glinianów i krzemianów wapniowych. Tworzący się w tych reakcjach kwaśny węglan wapniowy jest łatwo rozpuszczalny i ulega wymywaniu ze stwardniałego zaczynu cementowego. Przy wysokim stężeniu CO2 zachodzą dalsze niekorzystne reakcje chemiczne rozkładu uwodnionych glinianów wapniowych i fazy CSH. Celem badań laboratoryjnych była analiza wpływu korozji węglanowej na zmianę parametrów technologicznych stwardniałego zaczynu w funkcji czasu jego sezonowania. Badaniom laboratoryjnym poddano stwardniałe zaczyny cementowe wykonane z receptur powszechnie stosowanych w krajowym przemyśle naftowym podczas uszczelniania kolumny rur okładzinowych w temperaturach od 60°C do 80°C. Badania prowadzono na zaczynach cementowo-lateksowych. Próbki stwardniałego zaczynu cementowego powstałe po utwardzeniu zaczynów przechowywane były w środowisku wodnym nasyconym CO2 w ustalonych warunkach ciśnienia i temperatury. Próbki stwardniałego zaczynu okresowo badano. Analizowany był wpływ dwutlenku węgla na zmiany parametrów mechanicznych stwardniałego zaczynu w funkcji czasu jego sezonowania. Przeprowadzone wstępne badania oraz otrzymane wyniki pokazały wpływ korozji węglanowej na zmiany parametrów mechanicznych stwardniałego zaczynu cementowego oraz pokazały możliwość zastosowania wyeksploatowanych otworów wiertniczych do ewentualnego magazynowania dwutlenku węgla. Z wybranych zaczynów cementowych sporządzono próbki stwardniałych zaczynów cementowych. Zaczyny cementowe wiązały przez 48 h w ustalonej temperaturze i ciśnieniu (warunki otworopodobne). Otrzymane próbki stwardniałego zaczynu cementowego poddano badaniu: wytrzymałości na ściskanie, wytrzymałości na zginanie, przyczepności do rur stalowych.

EN

Environmental pollution and the increase in carbon dioxide emissions into the atmosphere are currently the main problems affecting not only the global economy, but especially the domestic one. There are many sources of pollution, however, in our country, the main ones are power plants, in which we obtain energy due to fossil fuels, which leads to high CO2 emissions. Currently, the main aspect is not only the reduction of carbon dioxide emissions into the atmosphere, but also the possibility of its effective capture and permanent storage. One of the possibilities is the use of depleted oil and gas deposits and aquifers for CO2 storage. The oil industry in our country uses conventional cement slurries based on Portland cement or “G” drilling cement together with other additives and/or admixtures regulating the parameters of cement slurries and stones to seal the column of casing. Commonly used cement slurries under the influence of CO2 dissolved in water may undergo the so-called “carbonate corrosion”. The action of carbon dioxide in the hardened cement slurry is based on leaching calcium compounds from the cement matrix: first, Ca(OH)2 portlandite, and then hydrated aluminates and calcium silicates. The calcium bicarbonate formed in these reactions is easily soluble and is washed out of the hardened cement slurry. At high CO2 concentrations, further unfavorable chemical reactions of the decomposition of the hydrated calcium aluminates and the CSH phase take place. The aim of the laboratory tests was to analyze the influence of carbonate corrosion on the change of technological parameters of hardened cement slurry over time. Recipes commonly used in the petroleum industry for sealing casing columns at temperatures from 60 to 80°C were tested in the laboratory. The research was carried out on cement-latex slurries. Hardened cement slurry formed after the hardening of the slurries were stored in a CO2-saturated water environment under set conditions of pressure and temperature. Hardened cement slurry samples were tested periodically. The influence of carbon dioxide on changes in mechanical parameters of hardened cement slurry over time was analyzed. The conducted tests and the results obtained have shown the influence of carbonate corrosion on changes in the mechanical parameters of hardened cement slurry and the possibility of their use in depleted oil and gas deposits intended for carbon dioxide storage. Hardened cement slurry samples were prepared from selected cement slurries. Cement slurries were bonded for 48 hours at the set temperature and pressure (borehole-like conditions). The obtained hardened cement slurry samples were tested: compressive strength, bending strength, adhesion to steel pipes.

17

Ocena korozji stali podczas geologicznej sekwestracji dwutlenku węgla

Masłowski Mateusz

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 5

326--337

PL

W artykule przedstawiono tematykę związaną z korozją stali podczas geologicznej sekwestracji dwutlenku węgla. Ma to związek z tworzeniem się środowiska korozyjnego w obecności wody w środowisku CO2. Następuje wówczas pogorszenie się właściwości stali w wyniku jej reakcji z otaczającym środowiskiem i przechodzeniem wolnego metalu w związki, co wpływa w znacznym stopniu na bezpieczeństwo pracy urządzeń oraz stan rur stalowych. Opracowaną procedurę symulacji zjawiska korozji, metodykę badań, analiz i oceny korozji zweryfikowano testami laboratoryjnymi. Do testów zastosowano próbki stali L-80 (13Cr) wycięte z rury eksploatacyjnej. Natomiast środowisko korozyjne stanowił wilgotny czysty dwutlenek węgla o zawartości wody destylowanej wynoszącej 5000 ppm. Testy korozji przeprowadzono dla dwóch temperatur (40°C i 80°C) i dwóch ciśnień (8 MPa i 20 MPa), umożliwiających uzyskanie CO2 w fazie nadkrytycznej. Na podstawie wykonanych fotografii powierzchni stali nie stwierdzono widocznej korozji. Po testach korozji powierzchnie kuponów miały nadal charakter metaliczny, błyszczący. Wyznaczone na podstawie ubytku masy wartości szybkości korozji także nie wykazały procesu korozji stali w środowisku zawilgoconego CO2 dla zadanych warunków T i P. Dodatkowo wykonane obrazowanie i analiza powierzchni stali pod mikroskopem optycznym pozwoliły na zaobserwowanie początku tworzenia się korozji ogólnej (równomiernej) i wżerowej (miejscowej). Określono wielkości charakteryzujące wżery (średnią i maksymalną głębokość). Głębokość powstałych wżerów była rzędu od 0,00569 mm do 0,017 mm. Największą głębokość uzyskano w teście 4 (T = 80°C i P = 20 MPa). Na tej podstawie wyznaczono wartości szybkości korozji oraz wykonano dodatkową teoretyczną analizę głębokości korozji po 1 roku, 10, 50 i 100 latach. Pozwoliła ona stwierdzić, że niebezpieczna głębokość wżerów dla stali L-80 (13Cr) pojawi się po okresie 10 lat.

EN

This paper discusses steel corrosion during geological sequestration of carbon dioxide. It is caused by formation of a corrosive environment in the presence of water in the CO2 environment. A deterioration of steel properties is a result of its reaction with the surrounding environment and the transition of free metal into compounds. This has a significant impact on the operational safety of equipment and steel pipes. The developed procedure for simulating the phenomenon of corrosion, the methodology of research, analysis and corrosion assessment were verified by laboratory tests. L80 (13Cr) steel samples cut from a service pipe were used for the tests. The corrosive environment was humid pure carbon dioxide with a content of distilled water of 5000 ppm. Corrosion tests were carried out for two temperatures (40 and 80°C) and two pressures (8 and 20 MPa), enabling CO2 to be obtained in the supercritical phase. No visible corrosion was found on the basis of the photographs of the steel surface. After the corrosion tests, the surfaces of the coupons were still metallic and shiny. The corrosion rate values determined on the basis of mass loss also did not show the corrosion process of steel in an environment moistened with CO2 for the given conditions T and P. Additional imaging and analysis of the corrosion pit surface under the optical microscope made it possible to observe the beginning of the formation of general (uniform) and pitting (local) corrosion. The values characterizing the pits (average and maximum depth) were determined. The depth of the resulting pits ranged from 0.00569 mm to 0.017 mm. The greatest depth was obtained in test 4 (T = 80°C and P = 20 MPa). On their basis, it was suggested to determine the value of the corrosion rate and perform an additional theoretical analysis of the corrosion depth after 1, 10, 50 and 100 years. This would enable the emergence of dangerous depth of pits for steel L-80 (13Cr) after a period of 10 years to be observed.

18

Control of capillary instability under hydrodynamic impact on the reservoir

Panahov Geylani M., Abbasov Eldar M., Sultanov Babek N.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 2

71--83

EN

The paper presents the results of studies on optimisation of water impact on a reservoir by means of sequential periodic increase in hydrodynamic pressure in order to extract capillary trapped oil. The method provides a coordinated account of both displacement conditions and capacitive-filtration characteristics of fluid-saturated reservoirs. The results of experimental, theoretical and field studies of mass transfer processes in the presence of hydrodynamic nonequilibrium in heterogeneous porous media are presented. This paper considers a case where capillary forces are the determining factor for the displacement of immiscible liquids. Laboratory test results have shown that the formation of CO2 in the reaction of an alkaline solution with naphthenic components can make an additional contribution to the control of surface tension in porous media. A series of experimental studies were carried out on a core sample model to simulate the oil displacement by in-situ generated CO2 gas-liquid system. The article offers an analytical and technological solution to the problem of ensuring the value of “capillary number” and capillary penetration corresponding to the most complete extraction of trapped oil by regulating the “rate” of filtration (hydrodynamic injection pressure). The paper presents the field cases of implementing the new reservoir stimulation techniques to increase sweep efficiency. For effective residual oil recovery in fluid flow direction, conditions of stepwise (staged) maintenance of specified hydrodynamic water pressure at the boundary of injection contour are considered. Estimated calculations allow to determine time duration and stage-by-stage control of injection pressure as a requirement for reaching the expected increase in oil recovery.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad optymalizacją oddziaływania wody na złoże poprzez sekwencyjne, okresowe zwiększanie ciśnienia hydrodynamicznego w celu wydobycia kapilarnie zatrzymanej ropy. Metoda ta pozwala w sposób skoordynowany uwzględnić zarówno warunki wyporu, jak i charakterystykę kapilarno-filtracyjną złóż nasyconych cieczą. Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych, teoretycznych i praktycznych procesów przenoszenia masy w obecności braku równowagi hydrodynamicznej w heterogenicznych ośrodkach porowatych. W artykule rozpatrywany jest przypadek, w którym siły kapilarne są czynnikiem decydującym o wypieraniu niemieszalnych cieczy. Wyniki badań laboratoryjnych wykazały, że powstawanie CO2 w reakcji roztworu zasadowego ze składnikami naftenowymi może mieć dodatkowy udział w kontroli napięcia powierzchniowego w ośrodkach porowatych. Przeprowadzono serię badań eksperymentalnych na modelu próbki rdzeniowej w celu symulacji wypierania ropy przez generowany in-situ układ gazowo-cieczowy CO2. W artykule zaproponowano analityczne i technologiczne rozwiązanie problemu zapewnienia wartości „liczby kapilarnej” i przenikania kapilarnego odpowiadających najbardziej pełnemu wydobyciu zatrzymanej ropy, poprzez regulację „szybkości” filtracji (ciśnienia zatłaczania hydrodynamicznego). W artykule przedstawiono przykłady praktycznego zastosowania nowych technik stymulacji złoża w celu zwiększenia efektywności wydobycia. W celu osiągnięcia efektywnego wydobycia ropy resztkowej w kierunku przepływu cieczy rozważono warunki stopniowego (podzielonego na etapy) utrzymywania określonego ciśnienia hydrodynamicznego wody na granicy konturu zatłaczania. Przeprowadzone obliczenia szacunkowe pozwalają na określenie czasu trwania i etapowego kontrolowania ciśnienia zatłaczania jako warunku osiągnięcia oczekiwanego wzrostu odzysku ropy.

19

Analysis of the operating mode of the existing desorber and its modernization using additional contact devices

Khurmamatov Abdugaffor M., Auesbaev Alisher U.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 6

412--419

EN

Amine regeneration studies using two devices are presented in this work. In the first apparatus, a problem analysis was carried out in the operation of the desorber, which is used in petrochemical complexes, affecting various parameters of regeneration, such as temperature and pressure at the top and bottom of the column, pressure drop in the columns, rich amine feeding and flow rate, feed temperature, reboiler temperature and stripping pressure. The problems in the existing desorber and modernized the device was studied and an experiment that affects different parameters of regeneration was conducted. The desorber-1 (existing apparatus) and desorber-2 (modernized apparatus) mass-exchange apparatus was selected to serve as experimental regeneration plants. The dimensions of the experimental setup were determined based on the principles of geometric similarity with respect to the dimensions of an industrial regeneration column on a scale of 1:10 and physical similarity (with the same scaling) of gas and liquid flow rates and initial conditions. Thus, during the experiment, the pressure drop in the column increased in the desorber. To solve the problem and to improve the efficiency of the regeneration column, the desorber was upgraded using a Raschig packing. A laboratory stand was also developed for the purpose of conducting an experiment aimed at finding the optimal modes for the parameters of the regeneration column. As a result of the modernization of the desorber, the content of carbon dioxide in lean amine decreased, and there was a 4-fold reduction in column pressure drop. The modernization of the apparatus also led to an increase in the recovery factor.

PL

W artykule przedstawiono badania procesu regeneracji amin z wykorzystaniem dwóch urządzeń. W pierwszym aparacie przeprowadzono analizę tego problemu z wykorzystaniem desorbera stosowanego w kompleksach petrochemicznych, wpływając na różne parametry regeneracji, takie jak temperatura i ciśnienie w górnej i dolnej części kolumny, spadek ciśnienia w kolumnie, stężenie nasyconej aminy i szybkość przepływu, temperatura zasilania, temperatura reboilera i ciśnienie odparowania. Przeanalizowano zagadnienia związane z istniejącym desorberem, a następnie zmodernizowano urządzenie oraz przeprowadzono eksperyment wpływający na różne parametry regeneracji. Jako eksperymentalne urządzenia do regeneracji wybrano aparat wymiany masy desorber-1 (urządzenie istniejące) oraz desorber-2 (urządzenie zmodernizowane). Wymiary układu doświadczalnego wyznaczane są w oparciu o zasady podobieństwa geometrycznego w stosunku do wymiarów przemysłowej kolumny regeneracyjnej w skali 1:10 oraz podobieństwa fizycznego (przy tej samej skali) natężenia przepływu gazu i cieczy oraz warunków początkowych. Tak więc podczas eksperymentu w desorberze następował spadek ciśnienia w kolumnie. Aby rozwiązać problem i poprawić wydajność kolumny regeneracyjnej, zmodernizowano desorber za pomocą wypełnienia Raschiga. Przygotowano również stanowisko laboratoryjne do przeprowadzenia eksperymentu w celu znalezienia optymalnych trybów dla parametrów kolumny regeneracyjnej. W wyniku modernizacji desorbera zawartość dwutlenku węgla w regenerowanym roztworze aminowym zmniejszyła się, nastąpił również 4-krotny spadek ciśnienia w kolumnie. Modernizacja aparatury wpłynęła również na wzrost współczynnika odzysku.

20

Możliwość zastosowania mączek wapiennych jako dodatku w betonie

Bajorek Grzegorz, Barć Maciej, Kosturkiewicz Łukasz

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 1-2

9--13

PL

W artykule przedstawiono badania efektów zastosowania w betonie 8 różnych mączek wapiennych, poprzez zastąpienie nimi aktywnego dodatku pucolanowego. Wyniki badań potwierdziły ich przydatność, a ostateczna ocena może nastąpić na podstawie badań wstępnych. Użycie mączek wapiennych bezpośrednio do betonu wpisuje się w działania zmierzające do obniżenia emisyjności tego bardzo ważnego materiału konstrukcyjnego.

EN

The article presents research on the effects of using 8 different limestone powders in concrete by replacing the active pozzolanic additive with them. The results of the research confirmed their suitability, and the final assessment may be based on initial test. The use of lime powder directly into concrete is part of the activities aimed at reducing the emissivity of this very important construction material.