用于二氧化碳温室气体封存研究的微量元素仪器援助

为获取能源而燃烧的化石燃料不断增加了地球大气中温室气体的浓度。在众多的微量气体中,二氧化碳是构成这些排放的大部分的主要成分。二氧化碳封存不仅包括捕获和安全储存大气中现有的二氧化碳量,还包括排放的二氧化碳。自《京都议定书》签署以来,燃烧气体的排放问题备受关注。

有许多与能源相关的方法来管理二氧化碳,包括几种无碳能源(如核能、太阳能、风能、地热能和生物质能)。科学家们还在寻找提高能源转换效率的方法,以便在产出同样的能源时,只需要少量的化石燃料能源。然而,尽管前景看好,这些替代品目前对当前化石燃料的需求和使用的影响相对较小。化石燃料仍然是世界能源消耗的绝大部分。日益增长的能源需求,在转换替代能源方面的滞后,全球经济对化石燃料的依赖,以及它的相对低成本和高可得性,意味着化石燃料的消费很可能在未来几十年继续下去。因此,有大量的科学研究集中在有效的方法从大气和工业排放源中去除大量的二氧化碳,并安全地储存它。

许多研究人员现在认为,将二氧化碳封存在深层地质构造中,是一种很有希望的长期解决方案,可以安全地储存通过清理工作捕获的二氧化碳。其基本思想是将捕获的二氧化碳压缩成致密的流体,注入到多孔的深层地质构造中,在那里,上升的二氧化碳流体被密封在一层不透水的盖岩之下。美国在天然气储存、注入CO2提高采收率(EOR)、提高煤层气采收率(ECBM)以及向含盐地质构造注入酸性气体等方面的多年经验,为这一有前途的理论提供了动力。美国能源部在NETL和区域碳封存伙伴关系(RCSP)的领导下,与工业界和学术界合作,正在推行一项二氧化碳封存研究、发展和示范计划。目前正在美国和加拿大各地进行现场测试。正在调查的存储区域包括枯竭的石油和天然气储层、无法开采的煤层和深层盐水地层。这些地层中有许多自然储存了数百万年的二氧化碳、其他气体和流体,人们认为它们有可能储存人类产生的二氧化碳多年。此外,在过去15年中,挪威(1996年)、加拿大(2000年)和阿尔及利亚(2004年)的三个大规模二氧化碳储存项目已经开始运作,据报没有发生安全或与健康有关的事件。

尽管这些地层理论上有储存人类产生的二氧化碳的潜力,但据估计,每年必须有超过10亿吨的二氧化碳被封存,才能显著减少二氧化碳的排放。在确定和全面实施适当的封存地点之前,必须研究许多因素。诸如适当的工程设计和监测、控制二氧化碳在地下长期储存的水文-地球化学-地质力学过程等因素需要被理解。研究人员需要一些方法来描述地质材料的特征,以帮助确定地层作为储层的价值。亚博网站下载

自1962年以来,微粒学提供了确定孔隙度和表面积的分析工具,这是研究潜在二氧化碳封存地点所需的关键测量。表面面积和汞孔隙度测量仪器已被用作描述细粒沉积岩在地质二氧化碳的压力和温度条件下的密封和流体输送特性的必要工具。孔隙体积测量有助于预测地层的容量。孔隙大小是决定CO2在填充过程中流过地层速率的一个重要变量。采用Micromeritics公司的AutoPore压汞仪测定了储层岩心样品的封闭能力和孔喉孔径分布。结合Micromeritics公司ASAP 2020加速表面和孔隙度测量系统收集的B.E.T.比表面积数据和汞孔隙度数据,可以补充流体传输实验。这些实验有助于揭示样品的输运特性和密封效率的显著变化。ASAP 2020是测量煤中微孔和中孔分布的理想工具,为ECBM研究提供了有价值的信息。

Micromeritics公司的ASAP 2050扩展压力吸附分析仪和微粒系统公司的HPVA-100高压体积分析仪是评估高压下二氧化碳吸附剂存储容量的理想仪器。ASAP 2050是一个高分辨率的仪器,提供容量作为一个功能的存储压力真空到10巴。HPVA将表征扩展到100或200 bar。ASAP 2050和HPVA都允许研究人员在真实环境下评估材料。亚博网站下载

在科学界的帮助下,各国政府必须找到一种方法,消除燃烧化石燃料所产生的大气中多余的二氧化碳。初步数据表明,将二氧化碳封存在地质构造中是一个很有希望的解决方案。储存大量二氧化碳的目标部分依赖于研究许多地质构造所需的许多物理特性。Micromeritics的专业知识及其创新的材料表征仪器已经并将继续为二氧化碳封存项目亚博网站下载提供重要的测量手段。

引用

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  • 美国心理学协会

    微粒学仪器公司。(2019年2月10日)。用于二氧化碳温室气体封存研究的微量元素仪器援助。AZoM。于2021年10月02日从//www.washintong.com/news.aspx?newsID=21854检索。

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    微粒学仪器公司。“用于二氧化碳温室气体封存研究的微量元素仪器援助”。AZoM.2021年10月02。< //www.washintong.com/news.aspx?newsID=21854 >。

  • 芝加哥

    微粒学仪器公司。“用于二氧化碳温室气体封存研究的微量元素仪器援助”。AZoM。//www.washintong.com/news.aspx?newsID=21854。(2021年10月2日生效)。

  • 哈佛大学

    Micromeritics Instrument Corporation. 2019。用于二氧化碳温室气体封存研究的微量元素仪器援助.AZoM, viewed september 21, //www.washintong.com/news.aspx?newsID=21854。

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