Ροή δύο φάσεων σε πορώδη μέσα με περιβαλλοντικές και ενεργειακές εφαρμογές
Loading...
Date
2024-03-14
Authors
Στρέκλα, Αναστασία
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Μέχρι το 2050 εκτιμάται πως η παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας θα αυξηθεί σχεδόν κατά 50% εξαιτίας της πληθυσμιακής και οικονομικής ανάπτυξης. Το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο θα παραμείνουν η κύρια πηγή ενέργειας. Όμως η εξερεύνηση για νέα κοιτάσματα και εξόρυξη των υδρογονανθράκων μπορεί να προκαλέσει την εκτεταμένη ρύπανση υδάτων και εδάφους κατά τη μεταφορά, αποθήκευση και επεξεργασία τους, ενώ η παραγωγή ενέργειας από υδρογονάνθρακες συνοδεύεται από έκλυση μεγάλων ποσοτήτων διοξειδίου του άνθρακα με σημαντική συνεισφορά στην κλιματική αλλαγή. Σε αυτό το πλαίσιο, πρέπει να επιλεχθούν αποτελεσματικοί μέθοδοι τόσο για την βελτιωμένη ανάκτηση του υπολειπομένου πετρελαίου και φυσικού αερίου (enhanced oil and gas recoveryrecovery) από ταμιευτήρες υδρογονανθράκων όσο και για την αποκατάσταση υπόγειων ταμιευτήρων νερού ρυπασμένων με πετρελαιοειδή. Τα τελευταία χρόνια έχει δοθεί έμφαση στη χρήση νανορευστών, δηλαδή υδατικών διασπορών νανοσωματιδίων καθώς επίσης και σταθεροποιημένων με νανοσωματίδια γαλακτωμάτων (Pickering emulsionsemulsions), για τη ανάκτηση της παγιδευμένης ποσότητας υδρογονανθράκων με τη μέθοδο της υδατικής / χημικής πλημμύρας. Στην παρούσα εργασία, παρασκευάστηκαν υδατικά διαλύματα πολυφαινολών που εξάγονται από τα φύλλα μαϊντανού και χρησιμοποιήθηκαν για τη σύνθεση και τη σταθεροποίηση υδατικών αιωρημάτων νανοσωματιδίων οξειδίου του σιδήρου. Μετρήθηκαν οι διεπιφανειακές ιδιότητες και οι ιδιότητες διαβροχής των νανοκολλοειδών για να εκτιμηθεί η ικανότητά τους να σταθεροποιούν Pickering γαλακτώματα αλλά και να κινητοποιούν παγιδευμένα γάγγλια πετρελαίου από πορώδη μέσα. Μελετήθηκαν οι ρεολογικές ιδιότητες των γαλακτωμάτων ενώ η σταθερότητά τους ποσοτικοποιήθηκε με καταγραφή του διαχωρισμού φάσεων (μακροκλίμακα) και μέτρηση της κατανομής μεγέθους σταγόνων (μικροκλίμακα). Η ικανότητα των νανοκολλοειδών και των γαλακτωμάτων να απομακρύνουν την υπολειπόμενη ελαϊκή φάση από πορώδη μέσα αξιολογήθηκε με κύκλους δοκιμών αποστράγγισης / πρωτογενούς εισρόφησης / δευτερογενούς εισρόφησης σε ένα διαφανές δίκτυο πόρων χαραγμένο σε γυαλί για ένα σύστημα ελαϊκής φάσης / υδατικού διαλύματος. Σε κάθε δοκιμή, καταγράφηκαν οι παροδικές αλλαγές του κορεσμού της ελαϊκής φάσης και της πτώσης πίεσης στο πορώδες μέσο και τα αποτελέσματα ερμηνεύτηκαν λαμβάνοντας υπόψη τις τιμές αδιάστατων παραμέτρων, όπως ο λόγος ιξωδών και ο τριχοειδής αριθμός. Η συγκριτική ανάλυση της απόδοσης ανάκτησης ελαϊκής φάσης, μέσω της έκχυσης νανοκολλοειδών αιωρημάτων και Pickering γαλακτωμάτων επέτρεψε την ταξινόμηση των διαφόρων ρευστών και επιλογής των πιο αποτελεσματικών συστημάτων.
Description
Keywords
Βελτιωμένη ανάκτηση πετρελαίου, Αποκατάσταση εδαφών από πετρελαιοειδή, Νανορευστά, Χημική πλυμμήρα, Νανοσωματίδια οξειδίων σιδήρου