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Einfluss gasförmiger Verunreinigungen auf die physikalischen Eigenschaften und Transporteigenschaften von CO2

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Abstract

Der Transport von Kohlendioxid durch Pipelines ist ein wichtiger Bestandteil der CCUS-Technologie (Carbon Capture, Utilization and Storage). Mit Hilfe der PR-Gleichung (Peng-Robinson) wurden die physikalischen Parameter des reinen CO2 in verschiedenen Phasenzuständen in den Pipelines berechnet, und es wurde eine entsprechende empirische Formel für die Dichte in Abhängigkeit von Temperatur und Druck erstellt. Weiterhin wurden die physikalischen und phasenbezogenen Eigenschaften von CO2-Mehrphasensystemen mit gasförmigen Verunreinigungen wie H2S, H2, CH4, N2, O2 unter Verwendung der PR-Gleichung berechnet. Im Rahmen eines Demonstrationsprojekts zum CO2-Transport in einem Ölfeld wurde mit Hilfe der Software OLGA (Software für die dynamische Mehrphasenströmungssimulation) und HYSYS (Software für die Simulation von Prozessen der petrochemischen Industrie) die Auswirkung verschiedener CO2-Quellen mit Verunreinigungen auf die Überschaltpotenz, die Wärmeübertragungspotenz, den Temperatur- und Druckabfall entlang der Pipeline und die Transportkapazität analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Verunreinigungen die Blasen- und Tauzonen erheblich vergrößern, insbesondere Wasserstoff und Stickstoff, und den Gesamtenergieverbrauch der Kompressoren und Wärmetauscher erhöhen. Die Verunreinigungen erhöhen den Wärmeverlust und den Druckabfall entlang der Rohrleitungen, wobei Wasserstoff den größten Einfluss hat und Schwefelwasserstoff die Transportkapazität leicht erhöht, während andere Verunreinigungen die Transportkapazität verringern.

Keywords

Kohlendioxid, Verunreinigungen, physikalische Eigenschaften, Transporteigenschaften

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