رشد روزافزون جمعیت نیاز به انرژی به ویژه استفاده از منابع فسیلی را افزایش داده که درنتیجه دی اکسیدکربن در اتمسفر را که نوعی گاز گلخانه ای است چندین برابر کرده و منجر به افزایش گرمایش جهانی شده، این گرمایش جهانی می تواند زیستگاه های گیاهان و حیوانات را به خطر انداخته و الگوهای آب و هوا را دست خوش تغییرات کند و نتیجه آن وقوع سیل، خشک سالی و طوفان های شدید مخرب خواهد بود. یکی از راه های کاهش دی اکسیدکربن در اتمسفر ذخیره زیرزمینی دی اکسیدکربن می باشد که این ذخیره زیرزمینی به یک سنگ مخزن متخلخل که روی آن یک پوش سنگ آب بند غیرقابل نفوذ قرار گرفته، نیاز دارد. اهمیت پوش سنگ در این است که جابجایی دی اکسیدکربن شناور، آب شور و سایر مواد موجود را مهار می کند که این مواد به سازندهای فوقانی نشت نکنند. پوش سنگ باید قادر به تحمل تغییرات تنش در محل و تحمل تغییرات در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی باشد. هدف از انجام این مقاله مروری بر روش های ذخیره سازی زیرزمینی دی اکسیدکربن و سازوکار پوش سنگ در ذخیره سازی دی اکسیدکربن است. روش پژوهش مروری بر منابع و مناخذ موجود مرتبط با موضوع است. براساس نتایج به دست آمده فشار آب بندی پوش سنگ باید قبل از شروع عمل تزریق مشخص شده و در طی فرآیند تزریق از مقدار مشخصی فراتر نرود همچنین قبل از تزریق دی اکسیدکربن بهتر است دمای آن با دمای مخزن متناسب گردد تا از ایجاد شکستگی در پوش سنگ جلوگیری شود و برای درک بهتر از رفتار و ساختار پوش سنگ بهتر است خصوصیت های ژئوشیمیایی، ژئومکانیکی، حرارتی و مسیر جریان در پوش سنگ را در کارهای آزمایشی و شبیه سازی در نظر گرفت.

با افزایش غلظت گاز دی اکسیدکربن در جو کره زمین اخیرا روش های زودبازده کاهش انتشار این گاز مانند تزریق دی اکسیدکربن با مقاصد ازدیاد برداشت و ذخیره سازی زیرزمینی مطرح شده است. اگرچه استفاده از دی اکسیدکربن جهت ازدیاد برداشت نفت سابقه طولانی دارد، اما به دلیل ضریب برداشت بالای مخازن گازی و احتمال اختلاط دو گاز، تزریق این گاز در مخازن گازی به طور همه جانبه مطالعه نشده است. در این مقاله فرآیند تزریق دی اکسیدکربن با هدف ازدیاد برداشت گاز و ذخیره سازی زیرزمینی دی اکسیدکربن (EGR/CCS) در یکی از مخازن گازی جنوب ایران بررسی شده است. پس از انجام آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای مختلف به روش طراحی آزمایش بهینه، پارامترهای تاثیرگذار بر فرآیند انتخاب گردیده و در پایان شرایط بهینه پارامترها با استفاده از الگوریتم ژنتیک و با در نظر گرفتن میزان سود خالص به عنوان تابع هدف محاسبه شده است. مطالعات در این مقاله نشان می دهد که تزریق دی اکسیدکربن در مخازن گازی چنانچه در شرایط بهینه (الگوی تزریق و شرایط عملیاتی مناسب و در حالت دی اکسیدکربن خالص) انجام گیرد، نه تنها باعث تولید مقادیر زیادی از گاز باقی مانده مخزن (ازدیاد برداشت گاز) می گردد، بلکه می تواند موجبات ذخیره سازی و جلوگیری از انتشار مقادیر عظیم این گاز گلخانه ای گردد. در نهایت فرآیند ازدیاد برداشت گاز/ذخیره سازی دی اکسیدکربن به علت افزایش ضریب برداشت مخزن و درآمدهای حاصل از مکانیزم توسعه پاک (CDM) و همچنین کاهش انتشار دی اکسیدکربن، می تواند مزیت های اقتصادی و زیست محیطی فراوانی داشته باشد.

زمینه و هدف: CO2 ناشی از احتراق سوخت های فسیلی منجر به اثر گلخانه ای خواهد شد. بنابراین کنترل آن در سیکل های تولید توان که یکی از مهم ترین عوامل انتشار CO2 هستند، امری ضروریست. در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی سیکل تازه اختراع شده آلام و ایجاد سیکل ترکیبی بر مبنای آلام، از CO2 تولیدی در سیکل آلام به عنوان سیال عامل استفاده شده و علاوه بر کاهش اثر گلخانه ای، از انرژی اتلافی در سیکل آلام به عنوان تامین کننده انرژی دو سیکل دما متوسط، و دما پایین استفاده خواهد شد. کاهش اتلاف انرژی با استفاده از ایجاد سیکل ترکیبی نو بنیاد، منجر به افزایش راندمان LHV نیروگاه و در نتیجه کاهش پدیده زمین گرمایش و مخاطرات زیست محیطی خواهد شد. روش بررسی: با استفاده از نرم افزار ترموفلو شبیه سازی سیکل آلام، رانکین ارگانیک و همچنین سیکل استیم صورت پذیرفت و سپس سیکل های مذکور به منظور کاهش اتلاف انرژی با یکدیگر ترکیب شده و نتایج توسط نرم افزار ترموفلو و اکسل مورد بررسی قرار گرفت. یافته ها: سیکل ترکیبی شبیه سازی شده در حالت ایده آل نسبت به سیکل آلام به میزان 5/0% افزایش LHV و با در نظر گرفتن اتلاف انرژی توسط قطعات در سیکل آلام، و سپس ایجاد سیکل ترکیبی، به میزان98/0% افزایش راندمان خواهد داشت. بحث و نتیجه گیری: ایجاد سیکل ترکیبی منجر به کاهش اتلاف انرژی در سیستم شد. CO2 تولید شده در نیروگاه در سیستم مهار شده و همچنین با بررسی شرایط محیطی نیروگاه و افزایش فشار به میزان127/1 بار، رطوبت نسبی 0. 1، دمای صفر درجه، راندمان LHV نیروگاه افزایش پیدا کرد. افزایش راندمان نیروگاه، کاهش اتلاف انرژی و همچنین جذبCO2، همگی منجر به کاهش پدیده زمین گرمایش و حفاظت از محیط زیست خواهد شد.

در این پژوهش، جذب سطحی دی اکسیدکربن بر جاذب های متفاوت برای جداسازی این گاز از مخلوط گاز مدل دودکش بررسی شده است. همچنین با استفاده از یک مدلسازی ساده جذب سطحی عوامل مدل نظیر ضریب کلی انتقال جرم و ضریب نفوذ موثر به دست آمده اند. در بخش اول آزمایش ها، جذب دی اکسیدکربن خالص روی جاذب های مختلف دردمای  298K و محدوده فشاری 30-120 (kPa) توسط سیستم جذب سطحی- حجمی گازها بررسی شد. نتایج آزمایش ها نشان داد که کربن فعال Norit RB3 و Eurocarbon نسبت به MCM و  Zeolite 13X میزان جذب بیشتری را از خود نشان دادند. در بخش دوم آزمایش ها با بهره گیری از یک سیستم جذب دینامیک منحنی شکست گاز دی اکسید کربن موجود در مخلوط گاز مدل دودکش، برای بستر پرشده از کربن فعال با طول 28 (cm) و قطر 1 (cm) به دست آمد. همچنین خطای استاندارد مدل کلینبرگ از داده های تجربی در حدود 0.20 است که نشان می دهد که این مدل، تا حدودی مدل مناسبی برای بررسی جداسازی دی اکسیدکربن از گاز مدل دودکش است.

در این مقاله شبیه سازی جذب گاز دی اکسید کربن توسط محلول آبی منواتانول آمین در یک واکنشگاه لایه ریزان به وسیله ی نرم افزار کمسول1 ارائه شده است. الگوی به کار برده شده برای شبیه سازی، جنبه های بسیاری از فرایندهای واقعی را که در هنگام جذب رخ می دهد در نظر گرفته است. فرآیندهای انتقال جرم، حرارت و هیدرودینامیک برای فاز مایع و گاز در نظر گرفته شده است و اثر ضریب انتقال جرم فاز گاز و ضریب انتقال حرارت در شبیه سازی لحاظ شده است. واکنش آمین با دی اکسید کربن درجه یدو می باشد و در پروفایل سرعت، اثر تنش برشی لحاظ شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که فقط بخش بسیار کوچکی از ضخامت لایه ریزان (mm002/0) در انتقال جرم مشارکت می کند. در این تحقیق طول واکنشگاه شبیه سازی شده، یک متر و قطر داخلی آن 0139/0 متر بوده است. شبیه سازی نشان می دهد که افزایش دبی مایع و گاز باعث افزایش میزان جذب گاز توسط محلول آبی MEA می شود.

در این تحقیق یک مدل ترمودینامیکی بر اساس معادلات پیتزر و ویریال برای مدل سازی سیستم تعادلی پیپرازین- آب- دی اکسیدکربن ارائه شده است. این مدل بر اساس اصول حاکم بر الکترولیت ها شامل: موازنه جرم، موازنه بار، تعادل شیمیائی و تعادل فازی بنا نهاده شده است. در این مدل برای محاسبه ضرایب فعالیت اجزاء در فاز مایع از تابع انرژی آزاد گیبس پیتزر و برای محاسبه ضرایب فوگاسیته اجزاء در فاز گاز از معادله حالت ویریال استفاده شده است. معادلات حاصل از مدلسازی سیستم پیپرازین- آب- دی اکسیدکربن شامل مجموعه ای از معادلات خطی و ناخطی بوده که به طور همزمان با استفاده از روش دستگاه معادلات ناخطی نیوتن حل شده اند. نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های تجربی محققین مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. متوسط خطای مطلق مدل برای 376 داده تجربی برابر 7.18 درصد بدست آمد. همچنین مقایسه نتایج مدل با نتایج مدل های مختلف ترمودینامیکی نشان داد که مدل ارائه شده دقت بالاتری برای پیش بینی انحلال دی اکسیدکربن نسبت به سایر مدل ها دارد.

هیدروژن از مهم ترین منابع انرژی تجدید پذیر است ولی در اکثر پالایشگاه ها هم زمان با تولید هیدروژن توسط سوخت های فسیلی، مقدار قابل توجهی CO2 نیز تولید می گردد. در این مقاله به ارائه مدل ریاضی برای انتشار میزان CO2 از هر واحد موجود در شبکه هیدروژن و همچنین بهینه سازی چند هدفه، پرداخته شده است. این مدل شامل برنامه ریزی ریاضی خطی (LP) است که رابطه بین میزان انتشار CO2 و خوراک ورودی به سیستم سوخت و محصول خروجی واحد تولیدکننده هیدروژن را نشان می دهد. پارامترهای ثابت مدل براساس داده های تجربی موجود از شبکه هیدروژن پالایشگاه نفت بندرعباس به دست آمده است. تابع هدف نیز بر اساس تابع چند هدفه کاهش هم زمان نشر CO2 و کاهش کل هزینه های شبکه هیدروژن می باشد. نتایج حاصل از بهینه سازی کاهش 1/29% و 4/22% را به ترتیب برای نشر CO2 و کل هزینه های موجود در شبکه هیدروژن نشان می دهند. نتایج همچنین بیانگر افزایش مقدار m3/h 16200 با استفاده مجدد از هیدروژن ارسالی به سیستم سوخت هستند.