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二酸化炭素地下貯留技術の早期実用化促進研究

研究促进地下二氧化碳封存技术早期实用化

基本信息

批准号：
22H03770
负责人：
末包哲也
金额：
$ 10.9万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

二酸化炭素地下貯留（CCS）の主要なトラップメカニズムの解明が本研究の目的である．トラップメカニズムとして，物理トラップ，界面張力トラップ，溶解トラップ，鉱物化トラップが考えられているが，現象の理解は依然として定性的であり，これらのトラップメカニズムが発現する過程およびメカニズムの移行プロセスはほとんど理解されていない．本年度は，界面張力トラップと溶解トラップについてサブテーマを設定し，空隙スケールにおける可視化と流動ダイナミクスの解明を行った．界面張力トラップはCO2の注入直後からCO2に働く重要なトラップメカニズムである．界面張力トラップに注目したこれまでの研究により，界面張力トラップ量を決定する因子として，トラップに至る前段階であるCO2注入時のガス飽和率が極めて大きな影響を与えることが明らかになっている．水で満たされている多孔質にCO2を注入した際には注入速度が粘性の条件によりヴィスカスフィンガリングやキャピラリーフィンガリングといった不安定性が発生する．２次元モデルにより，流動様式線図がまとまられているが，３次元多孔質で流動様式を直接観察した例はこれまでに存在しない．本研究では，流動不安定性の遷移過程の3次元可視化により，流動様式の整理を行った．さらに，浮力の影響についても検討を行った．粘性的に不安定で重力的に安定というような部分安定条件では，流動に臨界速度が存在し，臨界速度を境として安定・不安定間の遷移が起こることを見出した．実験では計測が困難な現象を明らかにするために，弱圧縮性手法を用いた数値シミュレーション手法の開発を行い，簡単な移流条件では２次元および３次元で実行可能なコードの開発が完了した．

The purpose of this study is to clarify the main aspects of carbon dioxide storage (CCS). The understanding of phenomena is still qualitative, and the process of their development is still qualitative. This year, the interfacial tension is set, the gap is visualized and the flow is clarified. Interfacial tension is important for CO2 injection. Interfacial tension is a factor that determines the amount of interfacial tension during CO2 injection. When CO2 is injected into porous materials, the injection velocity and viscosity conditions are determined. 2-D flow equations are obtained. 3-D porous flow equations are directly observed. This study aims at 3D visualization of the migration process of flow instability and the arrangement of flow patterns. In addition, the buoyancy effect is discussed. Viscous instability, gravitational stability, partial stability conditions, critical velocity of flow, transition between stability and instability, critical velocity In order to solve the problem of difficult phenomena, the weak compression method is used to develop the method of numerical value, and the simple flow condition is used to develop the possibility of two-dimensional and three-dimensional.

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Comparison of MEA, DEA, TEA, and AMP in the multicycle of CO2 mineralization under standard conditions

标准条件下MEA、DEA、TEA、AMP在CO2矿化多循环中的比较

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Chanakarn Thamsiriprideeporn;Tetsuya Suekane
通讯作者：
Tetsuya Suekane

Dissolution mass transfer of trapped gases in porous media: A correlation of Sherwood, Reynolds, and Schmidt numbers

多孔介质中截留气体的溶解传质：舍伍德数、雷诺数和施密特数的相关性

DOI：
10.1016/j.ijheatmasstransfer.2023.123860
发表时间：
2023
期刊：
International Journal of Heat and Mass Transfer
影响因子：
5.2
作者：
Patmonoaji Anindityo;Tahta Muhammad Amin;Tuasikal Jannati Adnin;She Yun;Hu Yingxue;Suekane Tetsuya
通讯作者：
Suekane Tetsuya

Three-dimensional pore-scale observation of drying process of porous media