Reactive transport modeling on the behavior of CO₂ and SO₂ injected into deep saline aquifer

최병영; 채기탁; 김경호; 윤성택

추천

검색

질문

자료유형: 학술저널

저자정보: 최병영 (고려대학교) 채기탁 (한국지질자원연구원) 김경호 (고려대학교) 윤성택 (고려대학교)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제45권 제5호(통권 제184호)

발행연도: 2009.10

수록면: 473 - 484 (12page)

이용수

📌

연구주제

📖

연구배경

🔬

연구방법

🏆

연구결과

초록· 키워드

오류제보하기

본 연구에서는 반응성 용질 이동 모델인 PHAST를 활용하여, 고염도 심부 대수층으로 이산화탄소와 이산화황을 주입한 경우에 두 가스의 행동을 평가하였다. 특히, 석탄 화력발전소에서 포집한 배출 가스의 지중 처분을 실제로 모사하기 위하여 두 가지 사례가 비교 평가되었다. 첫 사례는 총 10년간 126,140톤의 이산화탄소만을 주입하는 경우이며, 두 번째 사례는 상기 량의 이산화탄소와 함께 약 2,600톤의 이산화황을 역시 총 10년 동안 동시 주입하는 경우이다. 모델링 결과, 두 사례 모두에서 주요한 이산화탄소 제거 기작은 탄산염광물(주로 도소나이트 및 소량의 방해석과 능철석) 침전인 것으로 나타났다. 이산화황을 동시 주입한 경우에는 증가된 황산염 이온에 의해 주입정 위치에서 황산염 광물인 명반석(alunite)과 경석고, 황화광물인 황철석의 침전이 추가로 발생하였다. 그러나 두 사례에 있어 침전된 탄산염 광물의 상대적인 함량과 지하수의 화학성의 변화는 다소 상이하였다. 한편, 침전 또는 용해된 광물상의 변화에 수반되는 대수층 광물의 총 부피의 변화(즉, 공극률의 상대 변화)를 계산한 결과, 두 경우 모두 주입정 주변에서 약 45%까지의 총 광물 부피 증가가 나타났다. 그러나 이산화황을 동시 주입한 경우에 주입정 인근에서의 총 광물 부피 증가가 약 5-10% 정도 더 작은 것으로 나타남으로써, 이산화탄소를 포집하는 과정에서 오히려 이산화황을 어느 정도 남겨두는 것이 이산화탄소 지중 저장에 보다 유리할 수 있음을 지시하였다. 본 연구 결과는 반응성 용질 이동 모델링이 이산화탄소 지중처분 관련 예비 평가에 있어 반드시 활용되어야 함을 보여준다. 한편, 주입 설비의 내산성을 고려하여 가장 경제적이고도 효율적인 처분 대상 유체의 이산화탄소 : 산성 가스(이산화황) 존재 비(즉, 관련된 포집 수준 및 기술)에 대한 추가적인 검토가 요망된다.

In this study, we evaluate the behavior of CO₂ and SO₂ concurrently injected into deep saline aquifer in a sedimentary rock using a reactive transport modeling code PHAST. For a comparative purpose to evaluate the efficiency of the concurrent disposal of CO₂ and SO₂ that are captured from emissions at a coal-burning power plant, two different cases are examined. These are: 1) CO₂-only injection (total injected amount = 126,140 tons for 10 years) and 2) concurrent injection of CO₂ (total amount = 126,140 tons for 10 years) and SO₂ (total amount = 2,600 tons for 10 years). The modeling results of the two cases show that the key process (mechanism) of carbon trapping is the precipitation of carbonate minerals such as dawsonite (dominantly), calcite and siderite. In the concurrent injection case, sulfate and sulfide minerals such as alunite, anhydrite and pyrite are additionally formed. However, the relative abundance of precipitated carbonate minerals and hydrochemical changes of groundwater are slightly different for the two cases. We also calculated the total volume change of aquifer material (corresponding to the change of porosity) near the injection point, which occurs as a result of dissolution/precipitation reactions of aquifer minerals. The results show that the two injection cases result in the increase of total volume (i.e., decrease of porosity) by up to about 45%. However, the volume increase is about 5-10% smaller for the concurrent injection case, possibly indicating its more effective injection potential. The present study also shows that reactive transport modeling should be performed for the preliminary evaluation of geologic CO₂ sequestration. Additional studies on the optimized ratio between injected CO₂ and acidic gas (SO₂) (and the related capture technology) with regard to the corrosion of facilities by acid should be also evaluated.

#반응성 용질 이동 모델 #이산화탄소 지중 처분 #고염도 심부 대수층 #이산화황의 동시 주입 #부피 및 공극률 변화 #처분 효율 #Reactive transport modeling #Geologic CO₂ Sequestration #Deep saline aquifer #Concurrent injection of SO₂ #Volume and porosity change #Disposal efficiency

참고문헌 (24)

참고문헌 신청

1. [학술대회논문] - 김중휘 / 2008 / 지질 구조 특성과 주입 위치에 따른 이산화탄소 지중 저장의 열-수리-역학적 안정성 평가 수치 모델링 / 2008 춘계 지질과학기술공동학술대회(서울코엑스) 초록집 : 83 ~

2. [학술지(정기간행물)] - 채기탁 / 2005 / 이산화탄소 저감을 위한 지중처분기술의 지구화학적 개념과 연구개발 동향 / 자원환경지질 38 (1) : 1 ~ 22

3. [학술지(정기간행물)] - 최병영 / 2009 / 이산화탄소의 지중처분에 관한 반응성 용질 이동 모델링의 적용 / 지질학회지 45 (1) : 55 ~ 67

4. [학술지(정기간행물)] - Bachu, S. / 2002 / Sequestration of CO2 in geological media in response to climate change: road map for site selection using the transform of the geological space into CO2 phase space / Energy Conversion and Management 43 : 3151 ~ 3175

5. [단행본] - Bachu, S. / 2005 / Deep injection of acid gas in Western Canada. Chapter 48 in Underground Injection Science and Technology in Developments in Water Sciences 52 / Elsevier : 623 ~ 635

함께 읽어보면 좋을 논문

논문 유사도에 따라 DBpia 가 추천하는 논문입니다. 함께 보면 좋을 연관 논문을 확인해보세요!

이 논문의 저자 정보

최병영

소속기관 한국지질자원연구원

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학 공학 > 건축공학 > 환경공학

논문수 25 이용수 1,168

채기탁

소속기관 한국지질자원연구원

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학 공학 > 건축공학 > 환경공학

논문수 21 이용수 989

김경호

소속기관 고려대학교

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학 복합학 > 학제간연구

논문수 28 이용수 1,118

윤성택

소속기관 고려대학교

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학 농수해양학 > 농학

논문수 69 이용수 1,772

이 논문과 함께 이용한 논문

Application of reactive transport modeling to an in-situ test for the removal of groundwater iron and manganese in aquifer

한찬 , 이명재 , 장호준 지질학회지 2016 .06

The state-of-the art of groundwater flow modeling for safety assessment of a radwaste repository

지성훈 , 고용권 지질학회지 2010 .04

Hydrogeochemical modeling on water-rock-CO₂ interactions within a CO₂-injected shallow aquifer

이설희 , 김순오 , 최병영 외 3명 지질학회지 2017 .10

불포화 절리 암반 내에서의 지하 굴착에 의한 완전 연동된 지하수 유동과 지반 변형에 대한 수리지질역학적 수치 모델링

박상욱 , 김중휘 , 김준모 대한지질학회 학술대회 2005 .10

Application of conceptual reactive transport modeling to geologic CO₂ sequestration

최병영 , 채기탁 , 김경호 외 2명 지질학회지 2009 .02

최근 본 자료

전체보기

UCI(KEPA) : I410-ECN-0101-2012-450-004029660

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

초록· 키워드

AI 요약

연구주제

연구배경

연구방법

연구결과

주요내용

목차

참고문헌 (24)

함께 읽어보면 좋을 논문

이 논문의 저자 정보

이 논문과 함께 이용한 논문

최근 본 자료

댓글(0)