Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10923/3353
Type: masterThesis
Title: Estudo da interação CO2-rocha-fluido no processo de carbonatação de aqüíferos salinos
Author(s): Schütz, Marta Kerber
Advisor: Ligabue, Rosane Angélica
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Graduate Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
Issue Date: 2010
Keywords: ENGENHARIA DE MATERIAIS
CAPTURA DE CARBONO
AQUÍFEROS
CARBONATOS
DIÓXIDO DE CARBONO
Abstract: The climate change caused by anthropogenic emissions of greenhouse gases in the atmosphere, mainly carbon dioxide (CO2), is a current concern, being necessary the reduction of the concentration of these gases. The geologic carbon storage is a promising technology in the reduction CO2 to the atmosphere. Among the storage options, saline aquifers have the greatest potential owing to their common occurrence at appropriate depths and great capacity of storage. Furthermore, the saline aquifers have high salinity groundwater, being improper for human consumption. Therefore, this work aims to experimentally study the CO2 brine-rock system, in different conditions (mild and supercritical), aiming to establish best reactions conditions and, consequently, a bigger efficiency in the geologic carbon storage. The results showed that the carbonation reactions in mild conditions are selective for calcium ion (Ca+2), favoring the predominant precipitation of calcium carbonate (CaCO3). The precipitation was only achieved by adjusting the pH of the brine with alkaline additives sodium hydroxide (NaOH) 1M and potassium hydroxide (KOH) 1M associated with buffer solution of ammonium chloride/ammonium hydroxide (NH4Cl/NH4OH). The results of the carbonation reactions in supercritical conditions, which were used the same alkaline additives and buffer solution, showed that, without the presence of rock, the precipitation of CaCO3 is also predominant. On the other hand, when there is the presence of rock, occurs the precipitation of magnesian calcium carbonate (CaCO3(Mg)) or calcium magnesium carbonate (CaMg(CO3)2). The reservoir rock used in this study showed mineralogical integrity front of the addition of CO2 indicating its potential for geological storage of CO2.
As mudanças climáticas, causadas pelas emissões antrópicas de gases de efeito estufa na atmosfera, principalmente o dióxido de carbono (CO2), são uma preocupação atual, sendo necessária a diminuição da concentração destes gases. O armazenamento geológico de carbono vem se apresentando como uma tecnologia promissora para redução de CO2 na atmosfera. Entre as opções de locais de armazenamento, os aqüíferos salinos têm grande potencial devido à grande capacidade de armazenamento e profundidade adequada. Além disso, possuem água subterrânea com alta salinidade, sendo imprópria para o consumo humano. Portanto, este trabalho tem como objetivo estudar experimentalmente a adição de CO2 em soluções salinas e no sistema solução salina-rocha, em condições variadas (brandas e supercríticas), visando estabelecer as melhores condições reacionais de carbonatação e, conseqüentemente, uma maior eficiência no armazenamento geológico. Os resultados obtidos mostraram que as reações de carbonatação em condições brandas são seletivas para o íon cálcio (Ca+2), favorecendo a precipitação predominante de carbonato de cálcio (CaCO3). A precipitação só foi alcançada mediante ajuste de pH da solução salina sintética pelos aditivos alcalinos hidróxido de sódio (NaOH) 1M e hidróxido de potássio (KOH) 1M associados a solução tampão de cloreto de amônio/hidróxido de amônio (NH4Cl/NH4OH). Os resultados das reações de carbonatação em condições supercríticas, no qual, utilizaram-se os mesmos aditivos alcalinos e solução tampão, evidenciaram que sem a presença de rocha a precipitação de CaCO3 também é predominante. Por outro lado, quando há a presença da rocha, ocorre a precipitação de carbonato de cálcio magnesiano (CaCO3(Mg)) ou de carbonato de cálcio e magnésio (CaMg(CO3)2). A rocha reservatório utilizada neste trabalho apresentou integridade mineralógica frente à adição de CO2 indicando seu potencial para o armazenamento geológico de CO2.
URI: http://hdl.handle.net/10923/3353
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