محاكاة تشتت غاز ثاني أكسيد الكربون أثناء التسرب الناتج عن الحوادث العرضية في منشآت معالجة الغاز
DOI:
https://doi.org/10.59743/aujas.v6i5.1332الكلمات المفتاحية:
تقنية احتجاز وتخزين CO2.، برنامج مجاكاة سريان الموائع. OLGA، انتشار الغازاتالملخص
يعتبر التقاط وتخزين غاز ثاني اكسيد الكربون من الطرق المهمة والفعالة لتقليل تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. وبالتالي، فإن مرافق معالجة الغاز عند استخدام هذه التقنية سوف تتعامل مع كمية هائلة من ثاني أكسيد الكربون ومع ارتفاع الضغط. بمرور الوقت، يتسبب هذا في حدوث تسرب غير متوقع وانبعاث ثاني أكسيد الكربون من وحدات التشغيل أو خطوط أنابيب النقل. لذلك، فإن الهدف من هذه الدراسة هو محاكاة تشتت تسرب غاز ثاني أكسيد الكربون من خطوط أنابيب الضغط العالي لمنشآت معالجة الغاز. تعد محاكاة تسرب ثاني أكسيد الكربون من خطوط الأنابيب في عملية احتجاز وتخزين ثاني أكسيد الكربون إشكالية بسبب الافتقار إلى نماذج تحاكي كميات ومعدلات مصدر التسرب المناسبة التي تتعامل مع السلوك المعقد لثاني أكسيد الكربون بشكل صحيح أثناء الإطلاق. في هذه الدراسة، تم استخدام جهاز محاكاة OLGA 7 للتنبؤ بمعدلات ومدة التدفق الخارج من خط أنابيب CO2 الممزق في سيناريوهات مختلفة للتسرب (أحجام التسرب). تم اختيار محاكي OLGA 7 نظرًا لقدراته في محاكاة سيناريوهات تسرب خطوط أنابيب الغاز في العديد من التصاميم وظروف التشغيل مثل ضغط التشغيل وتباعد صمامات العزل (IVS) ووقت الاستجابة للطوارئ (ERT). توفر نتائج محاكي OLGA 7 ظروف مصدر مناسبة لنماذج التشتت المختارة. تم اختيار نموذج التشتت الجوي Gaussian لمحاكاة سلوك تشتت غاز ثاني أكسيد الكربون داخل المنصة انها فعالة جدا وبسيطة. تمت دراسة تأثير معاملات التشغيل والتصميم (ضغط التشغيل، تباعد IVS ووقت الاستجابة للطوارئ) على سلوكيات تشتت الغاز المنطلق في سيناريوهات التسرب المختلفة. أظهرت النتائج أن زمن الاستجابة للطوارئ له أكبر تأثير على كتلة التسرب المتراكم (كجم) وبالتالي على مستوى تركيزات الغاز، وهذا التأثير يكون أكثر وضوحا لأحجام التسرب الكبيرة. كما أوضحت النتائج أن زمن الاستجابة للطوارئ لم يكن له أي تأثير على مستويات تراكيز الغاز عن بعد ولكن كان له تأثير معنوي على مدة التسريب.
المراجع
Barrie, J., Brown, K., Hatcher, P. R., & Schellhase, H. U. Carbon dioxide pipelines: A preliminary review of design and risks. Greenhouse Gas Control Technologies, 2005, 403, 315–320. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-008044704-9/50032-X
Liu, B. Modelling of CO2 release from high-pressure pipelines. PhD Thesis, University of Wollongong, 2016. DOI: https://doi.org/10.1115/IPC2016-64319
.Bluett, J., Gimson, N., Fisher, G., Heydenrych, C., Freeman, T., & Godfrey, J. ME 522:2004. Good practice guide for atmospheric dispersion modelling. Ministry for the Environment Manatū Mō Te Taiao, Wellington, New Zealand: 2004.
Crowl, D. A., & Louvar, J. F. Chemical process safety: fundamentals with applications, 4th edition. Pearson Education, 2001.
Kharouba, W. Sultan, O. Eshreaf. H. Simulation of gas leak from pressurized pipelines using OLGA. In 2nd Conference for Engineering Sciences and Technology CEST2, Sabratha –Libya, October 2019, 29-31. https://engs.sabu.edu.ly/wp-content/uploads/2019/12/ABSCEST02_038.pdf
Damen, K., Faaij, A., & Turkenburg, W. Health, safety and environmental risks of underground CO2 storage - Overview of mechanisms and current knowledge. Climatic Change, 2006, 74, 289–318. DOI: https://doi.org/10.1007/s10584-005-0425-9
Hanna, S., Dharmavaram, S., Zhang, J., Sykes, I., Witlox, H., Khajehnajafi, S., & Koslan, K. Comparison of Six Widely-Used Dense Gas Dispersion Models for Three Actual Railcar Accidents. Air Pollution Modeling and Its Application, 2008, 443–451. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4020-8453-9_49
Hanna, S. R., Drivas, P. J., & Chang, J. J. Guidelines for use of vapor cloud dispersion models, 2nd edition, New York: Center for Chemical Process Safety (CCPS), 1996.
Koopman, R. P., & Ermak, D. L. Lessons learned from LNG safety research. Journal of Hazardous Materials, 2007, 140(3), 412–428. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2006.10.042
Mazzoldi, A. Leakage and atmospheric dispersion of CO2 associated with carbon capture and storage projects. PhD Thesis, University of Nottingham, 2009.
Mazzoldi, A., Hill, T., & Colls, J. A Consideration of the jet-mixing effect when modelling CO2 emissions from high-pressure CO2 transportation facilities. Energy Procedia, 2009, 1(1), 1571–1578. DOI: https://doi.org/10.1016/j.egypro.2009.01.206
Nasrin, S., Pak, M. Atmospheric Carbon Dioxide Leak Detection from Carbon Capture and Storage Sites. Master Thesis, University of Calgary, 2012.
Australia. Brown Coal Innovation Australia Limited. Dispersion modelling techniques for Carbon Dioxide pipelines in Australia. Sherpa Consulting Pty Lt, 2015.
التنزيلات
منشور
كيفية الاقتباس
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2021 عمر سلطان، وئام خروبة، حسن الشريف
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
تتعلق الحقوق بنشر وتوزيع البحوث المنشورة في مجلة الجامعة الأسمرية، حيث توضح للمؤلفين الذين نشروا مقالاتهم في مجلة الجامعة الأسمرية، كيفية استخدام أو توزيع مقالاتهم، والاحتفاظ بجميع حقوقهم في المصنفات المنشورة، مثل (على سبيل المثال لا الحصر) الحقوق التالية:
- حقوق الطبع والنشر وحقوق الملكية الأخرى المتعلقة بالمقال المقدم، مثل حقوق براءات الاختراع.
- استخدام البحث المنشور في مجلة الجامعة الأسمرية في الأعمال المستقبلية الخاصة بالمؤلفين، بما في ذلك المحاضرات والكتب، والحق في إعادة إنتاج المقالات لأغراضهم الخاصة، والحق في الأرشفة الذاتية لمقالاتهم.
- الحق في الدخول في مقال منفصل، أو للتوزيع غير الحصري لمقالاتهم مع الإقرار بنشره الأولي في مجلة الجامعة الأسمرية.
الحقوق الفكرية: وفق الرخصة الدولية للأعمال الإبداعية المشاعة، النسخة 4.0.
بيان الخصوصية: سيتم استخدام الأسماء وعناوين البريد الإلكتروني التي تم إدخالها في موقع مجلة الجامعة الأسمرية للأغراض المذكورة فقط والتي استخدمت من أجلها.
