Impact of Wettability on CO2 Dynamic Dissolution in Three-Dimensional Porous Media: Pore-Scale Simulation Using the Lattice Boltzmann Method

格子Boltzmann方法 多孔介质 溶解 润湿 多孔性 材料科学 格子(音乐) 化学工程 热力学 化学 物理化学 物理 复合材料 工程类 声学
作者
Yue Sun,Hang Yu,Bo Yang
出处
期刊:Langmuir [American Chemical Society]
卷期号:40 (43): 22658-22672 被引量:10
标识
DOI:10.1021/acs.langmuir.4c02412
摘要

Understanding the dissolution behavior of supercritical CO2 (scCO2) in porous media is crucial for efficient CO2 storage. However, the precise modeling of dynamic dissolution behavior at this pore scale remains a huge challenge, and the impact of wettability on this process still needs to be clarified. In this study, the influence of rock wettability on CO2 dynamic dissolution in the three-dimensional porous media is investigated using the lattice Boltzmann method (LBM). The LBM is coupled with scCO2-water two-phase flow, solute transport, and heterogeneous and homogeneous reactions. The size, number, and dissolution pattern of scCO2 bubbles during the dissolution process are observed under strongly water-wet, weakly water-wet, intermediate-wet, and mixed-wet conditions. The CO2(aq) concentration and pH are investigated, followed by a quantitative investigation of the impact of wettability on the specific interface area and the mass transfer coefficient. An empirical relationship between the specific interface area and scCO2 saturation is established. The findings reveal that under weakly water-wet and intermediate-wet conditions, the sizes of scCO2 clusters and monomers are small and mostly distributed at the dead end of the pores. In contrast, under strongly water-wet and mixed-wet conditions, the clusters are larger and interconnected, and distributed in the center of the pore. This results in a greater scCO2-water interface area, consequently enhancing the dissolution rate. Furthermore, a strong linear correlation is observed between scCO2 saturation and specific interface area. It is noted that as the hydrophilicity of the rock increases, the mass transfer coefficient initially rises and then declines.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
hhhhhhhhhh完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
TMKM发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
慕青应助凣凢采纳,获得10
3秒前
科研菜鸡完成签到,获得积分10
3秒前
传统的斓发布了新的文献求助10
4秒前
十二发布了新的文献求助10
4秒前
虚心的清完成签到 ,获得积分10
5秒前
浮生若梦完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
852应助11采纳,获得10
6秒前
7秒前
大菜一碟完成签到,获得积分10
8秒前
zt完成签到,获得积分10
8秒前
咩咩完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
molihuakai应助有野采纳,获得10
9秒前
细心白竹完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
dd发布了新的文献求助10
11秒前
可达完成签到,获得积分10
11秒前
小二郎应助李同学采纳,获得10
11秒前
12秒前
小二郎应助Henson采纳,获得10
12秒前
kk完成签到,获得积分20
12秒前
小喵发布了新的文献求助10
12秒前
毛驴完成签到,获得积分10
14秒前
张文正完成签到,获得积分10
14秒前
机智毛豆发布了新的文献求助10
14秒前
Lvshijun发布了新的文献求助10
15秒前
漂亮焦完成签到,获得积分20
16秒前
17秒前
心心发布了新的文献求助10
19秒前
22秒前
WUyanzu完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Structural Analysis 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7352138
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8963472
关于积分的说明 19042195
捐赠科研通 7001224
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3221463
关于科研通互助平台的介绍 2385872
邀请新用户注册赠送积分活动 2201920