Experimental measurements and thermodynamic modeling of dissociation pressure of CO2 hydrate in sulfate solutions
Notice bibliographique
Résumé
• We report new data on dissociation pressure of CO 2 hydrate in sulfate solutions. • Sulfate solutions exhibit thermodynamic inhibition effects on CO 2 hydrate. • CuSO 4 solutions show slight inhibition effects on CO 2 hydrate. • The predicted dissociation pressure agrees reasonably well with the measured data. • The dissociation enthalpies depend on temperature and sulfate salt concentration. Carbon capture and storage (CCS) has been a popular strategy to mitigate climate change and has attracted significant attention from both industry and academia. CO 2 can be stored in the form of CO 2 hydrate in deeper locations in an ocean, which makes it a potential option for CO 2 sequestration. Dissolved salts in the ocean brine can significantly affect the dissociation pressure of CO 2 hydrate. Sulfate salts are one of the most common salt species in the oceanic brine. Although various experimental studies have been conducted to investigate the phase behavior of CO 2 hydrate in brine, few studies focus on the effect of sulfate salts on the dissociation pressure of CO 2 hydrate. In this study, we build an in-house experimental setup to investigate the effect of monovalent and divalent sulfate salts on the dissociation pressure of CO 2 hydrate. The dissociation pressure of CO 2 hydrate in Na 2 SO 4 , K 2 SO 4 , MgSO 4 , and CuSO 4 aqueous solutions is measured using the isochoric pressure search method at different concentrations over the temperature range of 274.36 – 282.15 K and the pressure range of 1.50 – 4.03 MPa. A hybrid methodology incorporating the Soave-Redlich-Kwong Equation of State (SRK EOS), the van der Waals-Platteeuw (vdW-P) model, and the Pitzer model is applied to predict the dissociation pressure of CO 2 in sulfate solutions. In addition, the dissociation enthalpies of CO 2 hydrate in these sulfate solutions are calculated using the Clausius-Clapeyron equation based on the measured dissociation points. The experimental results show that the dissociation pressure of CO 2 hydrate in Na 2 SO 4 , K 2 SO 4 , and MgSO 4 solutions is higher than that in pure water, and the dissociation pressure of CO 2 hydrate in sulfate solutions increases with an increasing salt concentration. Conversely, CuSO 4 barely affects the dissociation pressure of CO 2 hydrate, which is mainly attributed to the lower molar concentration of the ions compared with the other salt solutions and the ion specificity of Cu 2+ . The prediction results are in alignment with the experimental data measured in this study, which proves the feasibility of the thermodynamic model in predicting the dissociation pressure of CO 2 hydrate in sulfate solutions. Additionally, the calculated dissociation enthalpies of CO 2 hydrate show a dependence on both temperature and salt concentration. It is also revealed that Cu 2+ exhibits ion specificity in affecting the dissociation enthalpy of CO 2 hydrate, likely due to its more distinct ability to impact the cage occupancy of CO 2 hydrate than the other ions. These findings enhance our understanding of the impact of sulfate salts on the dissociation behavior of CO 2 hydrate and offer valuable insights for CO 2 sequestration.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».