地下咸水中Ca2+和Mg2+对CO2溶解度的影响

摘要

获得CO2在地下咸水中的溶解度是CO2地质储存研究中亟待解决的问题,然而不同离子对CO2溶解度的影响却鲜有文献提及.为了填补实验数据的空缺,本研究设计了一套高压条件下CO2溶解度测量装置,克服了传统高压釜取样不便和实验重现性差的缺点;通过测定纯水中CO2的溶解度验证了实验装置和方法的精准性;测定了地质埋存条件下0.1 mol/L、0.2 mol/L和0.5 mol/L CaCl2、MgCl2溶液中CO2的溶解度.与文献结果不同,实验发现Ca2+对超临界CO2溶解度的影响小于Mg2+,并且CO2在两种溶液中的溶解度差异会受到温度和压力的影响.在本实验范围内,不同离子溶液中溶解度的最大差别高达18.53％,而几乎所有CO2溶解度模型文献都没有提及此变化.最后对溶解度随温度、压力以及离子种类变化的现象进行了理论分析.