Investigating the Computational Fluid Dynamics of Temperature Impact on Underground Hydrogen Storage in Carbon Dioxide-Containing Salt Caverns

Document Type : Research Paper

Authors

1 Institute of Petroleum Eng. University of Tehran

2 School of Chemical Engineering, University of Tehran

Abstract

گرمایش زمین نیاز بشر به انرژی‌های پاک را حیاتی‌تر کرده است. هیدروژن به‌عنوان یک سوخت پاک در دهه اخیر موردتوجه محققان قرار گرفته است و اخیراً جهت یافتن راهکارهای مناسب برای بهره‌وری هر چه بیشتر از این سوخت مطالعات زیادی در حال انجام است. مغارهای نمکی که با انحلال گنبدهای نمکی ایجاد می‌شوند به‌عنوان یکی از مهم‌ترین ساختارهای زمین‌شناختی برای ذخیره‌سازی میان‌مدت و امن هیدروژن شناخته می‌شوند. وجود ناخالصی‌های مختلف عملیات ذخیره‌سازی را با چالش روبرو می‌کند که از ناخالصی‌های محتمل می‌توان به کربن‌دی‌اکسید اشاره کرد. در این پژوهش با استفاده از یک رویکرد دینامیک سیالات محاسباتی به بررسی تأثیر دما بر پارامترهای مختلف از جمله تغییرات فشار مغار نمکی، فشار جزئی اجزا، کیفیت هیدروژن، اشباع و مقدار مول هیدروژن پرداخته شد. نتایج حاصل بدین صورت بود که فشار جزئی هیدروژن و کربن‌دی‌اکسید با گذشت زمان تحت هر شرایطی کاهش می‌یابد و در مقابل فشار جزئی متان افزایش می‌یابد که در نهایت منجر به کاهش فشار کلی مغار می‌شود. متان تولید شده در سطح تماس بین هیدروژن و کربن‌دی‌اکسید باعث کاهش سرعت واکنش مصرف‌شدن هیدروژن و تولید ناخالصی شده و مانند گاز بالشتک عمل می‌کند. به‌صورت کلی مغارهایی با دمای بالا باتوجه‌به بالابودن نرخ واکنش و میزان اختلاط منجر به کاهش تا 16% کیفیت هیدروژن می‌شوند و انتخاب مغارهایی با دمای پایین‌تر مطلوب‌تر است.

Keywords

Journal of Petroleum Research
Volume 35, 1404-1 - Serial Number 140
Special Issue on the Development of the Hydrogen TechnologyChain
May and June 2025

Files

Share

How to cite

Statistics