بخشی از مقاله
چکیده
در سالهای اخیر ، مقدار گازهای گل خانه ای متاسفانه افزایش یافته و این وضعیت به تغییر شرایط آب و هوا منجر شده است . یکی از راه های موثر برای کاهش این مقدار در اتمسفر ، به دام انداختن دی اکسید کربن از منابع عظیم منتشر شده و تزریق آن به درون ساختارهای زمین شناسی است . پریدوتیت نوعی سنگ است که در مقایسه با دیگر سنگها به میزان بالایی با دی اکسید کربن واکنش می دهد .
دانش واکنش دی اکسید کربن با پریدوتیت ، اگزوترمیک نام دارد . واکنش می تواند خود جوش باشد ؛ به علاوه ، می تواند مصرف انرژی سراسری و بهای دفع دی اکسید کربن را کاهش دهد. اینجا عوامل متعددی که در این واکنش تاثیر دارند ، مانند فشار ، دما ، شوری ، اسیدی بودن و تحرک بر میزان واکنش در این مقاله توضیح داده شده اند و استفاده از چاه های افقی و حفاری های متقارن به منظور افزایش میزان واکنش و مقدار ذخیره توصیه شده اند .
.1 مقدمه
افزایش غلضت گاز دی اکسید کربن در اتمسفر زمین بر آب و هوای زمین تاثیر گذاشته و نتیجه آن گرم شدن جهانی است . انسانها روزانه با سوزاندن میلیونها تن سوخت فسیلی در افزایش دی اکسید کربن در اتمسفر مشارکت می کنند . به منظور کاهش گرم شدن زمین ، لازم است میزان دی اکسید کربن در اتمسفر کاهش یافته یا ثابت شود و جداسازی دی اکسید کربن یکی از راه هایی است که به منظور غلبه بر این مشکل به کار می رود .
جداسازی دی اکسید کربن در ساختارهای زیر زمینی زمین شناسی از طریق تزریق دی اکسید کربن به سازندهای نمک ، گاز یا میدان نفتی یا بخار زغال می تواند انجام شود . در میان همه روشها ، واکنش دی اکسید کربن با سازند نمک روشی امید بخش برای جذب دی اکسید کربن ، به خاطر ذخایر بالقوه بزرگ و ترمودینامیک مساعد است .
یکی از مشکلات عمده جداسازی دی اکسید کربن رفتارهای متفاوتی است که ساختار هرکانی در هنگام تماس با دی اکسید کربن که تابعی از شرایط واکنش است قرار میگیرد . بنابراین، میزان واکنش کانی ها با دی اکسید کربن بسیار کند است، و برای به پایان رساند واکنش ها به طور کامل به سال ها وقت نیاز دارد. اطمینان داشتن از این که دی اکسید کربن به دام افتاده در شکل گیری آب نمک ترمودینامیکی مطلوب است
یکی از مسائلی است که بسیاری از محققان مطالعات خود را روی آن متمرکز کرده اند. از آنجا که واکنش دی اکسید کربن با پریدوتیت در مقایسه با سایر کانی ها میزان بالایی دارد، به نظر می رسد این سنگ گزینه خوبی برای جداسازی دی اکسید کربن باشد. همچنین واکنش دی اکسید کربن با پریدوتیت گرمازا و پایدار است. در این مقاله، عواملی موثر بر حلالیت دی اکسید کربن با پریدوتیت ، نشت دی اکسید کربن از سنگ پریدوتیت، افزایش سرعت واکنش، و به دام افتادن بیشتردی اکسید کربن در پریدوتیت در نظر گرفته شده است. چند راه حل ها نیز توصیه می شود.
نقد و بررسی نوشته ها
مقدار گاز دی اکسید کربن تولید شده از سوخت های فسیلی تقریبا GTC 6 در هر سال است Freund - و Ormerod، - 1997، که متمایل به افزایش آلودگی هوا و درجه حرارت در اتمسفر است. یکی از راه های کاهش دی اکسید کربن در اتمسفر تزریق دی اکسید کربن درون ساختارهای عمیق زمین شناسی است - Holloway 1997 - ؛ مانند تشکیل ساختارهای نمکی، میادین نفت و گاز و یا بخار زغال سنگ. ذخیره گاز دی اکسید کربن به عنوان کربنات کردن کانی ها اولین بار توسط Seifritz در سال 1990 پیشنهاد شد.
پس از آن ، کربنات شدن کانی به عنوان پدیده زمین شناسی در آینده توسط Ouxsmm در سال 1992 در نظر گرفته شد. به منظور برآورد میزان دی اکسید کربن در کانی ها، برخی از آزمایش های آزمایشگاهی انجام شد Pearce و همکاران 1996، Rochette و همکاران . - 1996 منیزیم - Mg - و کلسیم - Ca - تقریبا 2 درصد پوسته زمین را شامل می شوند، که اغلب همراه با سیلیکات ها مجاور هستند
بنابراین، کلسیم / منیزیم سیلیکاته را می توان در بسیاری از مکان ها در داخل پوسته زمین، به خصوص نزدیک به سطح یافت. یک گروه تحقیقاتی در آزمایشگاه تحقیقاتی آلبانی گزارش دادند که کانی هایی که شامل از کلسیم / منیزیم هستند می توانند در فشار و درجه حرارت بالاتشکیل شوند.
Irving - و - Wylie عواملی را که بر حلالیت دی اکسید کربن در گوشته زمین موثر است ، که متشکل از یک سنگ های پریدوتیتی فراوان است را مطرح کردند. ثبات بسیاری از کربناتها در فشار و درجه حرارت بالا به منظور شبیه سازی رفتار CO2 در شرایط گوشته R.C Newton1975 - ، W.E Sharp - 1975 مورد بررسی قرار گرفت. بنابراین، آنگونه که در مطالعه نشان داده شده است کربنات منیزیم - MgCO3 - و انستاتیت - MgSiO3 - در برابر میزان از وسیعی از دما و فشار گوشته فوقانی پایدار هستند .
-3فرآیند کربناته شدن در طبیعت
کانی کربنات به طور طبیعی می تواند با واکنش دی اکسید کربن اتمسفر با کانی ها در هر زمانی باشد و در نتیجه کربناته شدن کاتیونهایی مانند منیزیم، کلسیم، آهن، و غیره در سطح زمین رخ دهد . این فرایند روند هوا زدگی نامیده می شود. این روند خود به خود رخ می دهد، اما سرعت واکنش بسیار کند است، و چند سال طول می کشد تا کانی ها به طور طبیعی کربناته شوند.
-4 کربنات برای جداسازی دی اکسید کربن
کربناته شدن کانی ها یکی از روش های به دام انداختن دی اکسید کربن در زیر زمین است . کربناته شدن کانی دارای برخی مزایا مانند :
.1پایداری ترمودینامیکی
.2سازگاری محیطی
.3بدون تولید ضایعات
.4پتانسیل جدایش بالا
.5کاهش مصرف انرژی به طور کلی ، به دلید فرآیند گرمازایی
در این مقاله، سنگ پریدوتیت به خاطرداشتن ظرفیت خوب برای جداسازی دی اکسید کربن مورد و عواملی که بر سرعت واکنش آن موثر هستند مطالعه قرار گرفته است .
-5سنگ پریدوتیت
پریدوتیت ذاتا"سنگ دانه متوسطی است که سنگ غالب قسمت فوقانی گوشته زمین است - شکل . - 1 پریدوتیت ها اغلب از الیوین و پیروکسن که سرشار از کلسیم و منیزیم می باشد تشکیل شده است. در زیر، واکنش شیمیایی دی اکسید کربن با الیوین و پیروکسن درنظر گرفته شده است .
-6سنگ الیوین
سنگ الیوین اغلب از منیزیم، اکسیژن و سیلیکون تشکیل شده است. الیوین فراوانترین کانی موجود در گوشته زمین تا عمق 700 کیلومتری است. ترکیب معمولا ترکیبی از -SiO42و + Mg2 است. در آغاز، سیلیس با 4 مولکول اکسیژن پیوند داده و یک ساختار هرمی تشکیل می دهد به طوری که میزان کاتیونها و آنیونها متعادل هستند ، و + Mg2 فضای خالی بین SiO4 را اشغال می کند - شکل . - 2 واکنش الیوین با CO2 می توان از واکنش های زیر انجام می شود:
MgSiO4+ 2CO2 ? 2MgCO3+ SiO2
