低炭素社会構築のためのCCS

[1412] CO２圧入する際における循環流れ場による溶解増強

^〇蒋飛¹, 辻健¹ (1.九州大学)

キーワード：多孔質媒体, 溶解トラップ, 数値計算

溶解トラップはCO2地下貯留において、重要な貯留メカニズムである。しかし、その溶解過程は分子拡散だけでは、非常に長い時間スケールで生じる。我々は粒子画像流速測定法（PIV）を利用し、人工多孔質媒体内における、超臨界CO2注入実験を行い、流れ場を測定した。それにより、水とCO2界面のせん断力によって、間隙水内に循環流れ場が存在することが明らかとなった。この循環流れ場により、溶解したCO2が移流によって運ばれ、溶解速度が増大することが予想される。我々は、この溶解増強を定量的に評価するため、数値シミュレーションを行った。実験で測定した速度場から、移流拡散方程式を解いて、CO2濃度変化を計算した。循環流れ場存在する場合は、飽和するまでの時間が約３０%短縮した。また、溶解したCO2の挙動が循環流れ場によって大きく変わり、渦中心に集中することが分かった。この結果により、CO2圧入井の近傍には溶解スビードが高まることが予想される。