31 فروردین 1403
روح اله فاتحي

روح اله فاتحی

مرتبه علمی: دانشیار
نشانی: دانشکده مهندسی - گروه مهندسی مکانیک
تحصیلات: دکترای تخصصی / مهندسی مکانیک
تلفن: 07731222170
دانشکده: دانشکده مهندسی

مشخصات پژوهش

عنوان
شبیه سازی عددی فرایند ذخیره ی کربن دی اکسید و تبدیل به متان در مخزن تخلیه شده در حضور میکروارگانیسم
نوع پژوهش پارسا
کلیدواژه‌ها
Numerical Simulation, Underground Storage, Methanation, Microorganisms, validation, Sensitivity Analysis
پژوهشگران زهره صفری (دانشجو) ، روح اله فاتحی (استاد راهنما) ، رضا آذین (استاد راهنما) ، مارکوس لهنر (استاد مشاور)

چکیده

متغیر شناخته شده است. هدف این کار توسعه مدلی برای متانسازی بیولوژیکی زیرزمینی با در نظر گرفتن حضور میکروارگانیسم ها میباشد. مدل توسط یک جریان دو فازی ترکیبی در محیط متخلخل اشباع شده از آب و گاز و وجود گونههای شیمیایی به عنوان اجزا ) 2H ، 2CO ، 4CH و O2H ( توصیف میشود. 2H و 2CO به مخزن گازی تخلیه شده تزریق میشوند و به آرامی در فاز آبی حل میشوند. میکروارگانیسمهای موجود از 2H و 2CO به عنوان منبع انرژی تغذیه میکنند و نتیجهی آن تولید 4CH است. این مدل برای یک سناریوی تولید و تزریق چهار ساله برای بهینه سازی تولید متان به صورت عددی شبیه سازی شده است. بدین منظور ابتدا حلگرهای مختلف MRST توسط نرم افزار تجاری Eclipse اعتبارسنجی شدند و سپس یک مدل مبنا با توجه به دادههای موجود در منابع تعریف و اجرا شد. در نهایت، اثر پارامترهای ترمودینامیکی و باکتریایی از جمله درجه حرارت و فشار اولیه مخزن، نرخ رشد و زوال میکروارگانیسمها و تعداد آنها بر روی میزان تولید متان بررسی شد. نتایج نشان داد که تزریق گاز با محتوای 08 % هیدروژن باعث ایجاد یک جبهه تیز در مخزن میشود که با گذشت زمان به سمت چاه تولید حرکت میکند. تفاوت قابلتوجه در ترکیب اولیه گاز مخزن و گاز تزریقی باعث ایجاد این جبهه شده است. اما در مواردی که فعالیت باکتریایی در نظر گرفته میشود، به دلیل فعالیت باکتریها و تغذیه آنها از گاز تزریقی و تولید متان، این جبهه خیلی تیز نخواهد بود و توزیع فشار در مخزن یکنواخت تر خواهد بود. همچنین، نتایج تحلیل حساسیت نشان داد که تولید متان با افزایش فشار اولیه مخزن و تعداد میکروارگانیسمها افزایش مییابد؛ در حالی که افزایش دما و نرخ زوال باکتری منجر به اثر عکس میگردد. علاوه بر این، ، با توجه به مقدار مبنای انتخاب شده برای تعداد میکروارگانیسمها ، تأثیر تغییرات سرعت رشد بر میزان خروجی قابل توجه نیست. همچنین ذکر میگردد که از بین پارامترهای انتخاب شده، این تعداد باکتریها میباشد که در تولید متان نقش اساسی دارد به گونه ای که وجود 089 میکروارگانیسم در هر متر مکعب باعث تولید متان با خلوص 99 درصد میشود.