跨临界CO_2水-水热泵热水器的系统性能初步研究

设计搭建了一套跨临界CO_2水一水热泵热水器性能测试台,对该系统的性能进行了初步研究。测试了气冷器水流量变化对热泵热水器的气冷器出水温度(即产热水温度)、气冷器CO_2出口温度、压缩机吸气温度、排气压力、系统COP的影响。试验结果表明:1)跨临界CO_2热泵热水器可获得80℃以上热水;2)增加气冷器水流量可有效提高系统的COP。对气冷器的换热性能进行了分析,结合最优排气压力对系统COP较低的原因进行了分析,为下一步系统改进提供了依据。

秦南凹陷陡坡带Q29构造含CO_2凝析气藏储层特征及成因

秦南凹陷陡坡带Q29构造含CO_2凝析气藏,片钠铝石不发育,物性好,与传统含CO_2储层有较大差别。通过偏光显微镜、扫描电镜、X射线衍射、同位素分析等,明确了CO_2成因,含CO_2储层特征及储层高孔渗成因。研究区CO_2质量分数为25%~59%,δ^(13)C(CO2)(值为-5.2‰^-6.4‰(PDB),R/Ra为3.9~4.4,具有明显的岩浆-幔源特征;CO_2热流体侵位后成岩共生组合为次生加大石英+自生石英+自生高岭石;CO_2热流体侵入后加剧了溶蚀作用,含CO_2储层段次生孔隙比例较高;与同成岩阶段不合CO_2的储层相比,自生高岭石相对含量高,伊利石相对含量低;CO_2热流体对碳酸盐胶结物溶蚀并重新分配,有利于主储层段物性改善;由于受多期酸性流体侵位影响,储层中片钠铝石含量低、结晶差,对储层物性影响小。上述原因是含CO_2储层高孔渗的主要原因。

加气灌溉对番茄地土壤CO_2排放的调控效应

【目的】CO_2是大气中最重要的温室气体,对全球变暖起到重要作用。加气灌溉通过改善土壤通气状态,提高作物产量、品质及水分利用效率等已被大量研究证实,然而加气灌溉引起的土壤环境效应研究较少,且通过静态箱法系统地研究加气灌溉对设施菜地土壤CO_2排放影响的研究尚未见报道。因此,分析加气灌溉对土壤CO_2排放的影响,对评估加气灌溉技术的农田生态效应具有重要作用。【方法】供试番茄品种为‘飞越’,通过温室小区试验利用文丘里计作为加气设备,通过地下滴灌系统实现水气结合的加气灌溉方式。采用静态箱-气相色谱法对温室番茄地土壤CO_2排放进行原位观测,研究加气灌溉对土壤CO_2排放的调控效应。试验按灌水量(充分灌溉、亏缺灌溉)和加气(加气、不加气)的双因素设计,设置4个处理,分别为:加气亏缺灌溉(AI1)、不加气亏缺灌溉(CK1)、加气充分灌溉(AI2)和不加气充分灌溉(CK2),每个处理3个重复。研究加气和充分灌溉较不加气和亏缺灌溉对温室番茄地土壤CO_2排放、土壤水分、土壤温度和土壤有机碳的影响。【结果】番茄整个生育期,不同加气灌溉模式下土壤CO_2排放通量随移植后天数增加呈波动性变化,总体呈现先增加后减小的趋势,峰值均出现在番茄开花坐果期。加气和充分灌溉处理较对应的不加气和亏缺灌溉处理增加了番茄整个生育期土壤CO_2平均排放通量和排放量,但差异不显著(P>0.05)。AI1、CK1、AI2和CK2处理土壤CO_2平均排放通量分别为229.31、193.66、259.10和224.76 mg·m^(-2)·h^(-1),且以AI2处理土壤CO_2排放量最大(6 383.43 kg·hm^(-2)),分别是AI1、CK1和CK2处理的1.12、1.32和1.13倍。此外,不同加气灌溉模式下土壤充水孔隙率(WFPS)在番茄整个生育期内大致呈下降的趋势;土壤温度(T)大致呈上升的趋势,且同一时刻处理间土壤温度差异较小;而土壤有机碳(SOC)含量呈波动性变化且番茄整个生育期SOC含量变化幅度较小。加气灌溉较对应的不加气灌溉降低了T和WFPS,增加了SOC含量,但差异均不显著(P>0.05);充分灌溉较对应的亏缺灌溉增加了WFPS和SOC,但不显著,对T的影响不一。此外,经相关性分析可知,土壤CO_2排放通量与土壤充水孔隙率呈负相关,与土壤温度和有机碳呈正相关,但相关性均不显著(P>0.05)。【结论】通过温室小区试验得出,加气灌溉增加了土壤CO_2排放,但不显著(P>0.05)。研究结果为评估加气灌溉技术的农田生态效应和设施菜地温室气体减排提供了一定的参考和科学依据。

火力发电企业CO_2排放量和减排分析

分析了电力企业CO2排放量的计算模式,提出IPCC排放因子计算模式、实测方法、物料衡算方法和宏观模型方法,并就影响排放因子的因素进行校核,提出电力生产低碳发展静脉循环经济模式下的捕获和资源化应用CCU减排思路.

大气CO_2浓度倍增对宁夏枸杞生长的影响

以大气CO_2浓度和温度升高为主要特征的全球气候变化对农业生态系统、森林生态系统产生显著的影响。自20世纪90年代以来,气候变化,特别是大气CO_2浓度升高对植物的生理影响及植物的响应已成为一个重要的生理生态学研究热点问题（张晶晶等,2006;邓可洪等,2006;贾夏等,2005;

超低渗油藏CO_2驱正交试验设计与数值模拟优化

低渗油藏是中国当前油气勘探开发的主体,其中超低渗油藏分布范围较广,占比例较大,但超低渗油藏物性差,利用传统的水驱方法难以大幅度提高单井产量。CO_2驱可以膨胀原油体积,降低原油黏度、油水界面张力和油藏毛细管阻力,从而提高驱油效率。为了合理开发超低渗油藏,基于油藏数值模拟与正交试验设计方法,建立超低渗油藏CO_2驱开发模型,对CO_2驱影响因素进行了技术经济评价,分析结果表明,开发效果影响参数从大到小依次为油藏类型、井网密度、注入CO_2体积。综合单井日产量和内部收益率等因素,优选出了适宜超低渗油藏的开发方式,即水平井CO_2驱开发技术以及相应的参数组合。

天然气藏CO_2驱及地质埋存技术研究进展

目前,随着CO_2排放量的增加,全球温室效应日趋显著,CO_2的处理问题显得愈加重要。中国现阶段的CO_2埋存点均为油藏或盐水层,将干气藏CO_2驱与其埋存相结合的研究甚少,现场试验更是没有。为此,调研了大量国外的相关研究,综述了目前已有的衰竭干气藏CO_2驱及地质埋存示范工程,并结合已发表的气藏CO_2驱室内实验与数值模拟研究成果,分析了影响CO_2驱提高气藏采收率(EGR)的各个因素,CO_2驱的优缺点及发展方向,以及今后在低渗致密气藏CO_2驱方面应做的工作。结果表明:CO_2埋存于干气藏中安全可靠、存储量大、成本低,同时可采出部分剩余天然气;束缚水可减弱储层非均质性对干气藏CO_2驱的影响;在中高渗气藏中,与气态CO_2驱相比,液态或超临界态CO_2驱效果更好;进行气态CO_2驱开注时气藏压力越小,注入压力和注入速度越大,其提高采收率效果越好。

O_2/CO_2煤粉燃烧时细灰颗粒中痕量元素分布特性的实验研究

通过三个煤种在沉降炉中的燃烧实验,采用X-射线荧光光谱仪对实验收集的细灰颗粒物的元素组成进行定量测定,研究了O_2/CO_2煤粉燃烧对痕量元素行为的影响。结果表明,与O_2/N_2燃烧相比,O_2/CO_2燃烧对LPI颗粒物中Cu、Zn和Mn元素的分布形式没有影响,但显著增加了Cu、Zn元素在亚微米颗粒中的富集程度,Mn元素在细灰颗粒上没有出现富集,但O_2/CO_2燃烧时Mn在亚微米和超微米颗粒中的含量均显著减少。

CO_2浓度升高和施氮对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响

为探讨大气CO2浓度升高对冬小麦花前贮存碳氮转运的影响及氮素营养的调节作用,以小偃22和小偃6号为材料,于2007-2009连续2个生长季,利用开顶式气室进行盆栽试验,对背景CO2浓度(375μLL-1)和高CO2浓度(2007-2008年度680μLL-1,2008-2009年度750μLL-1)条件下不同施氮处理的干物质和氮素在籽粒、花前地上部中的累积以及花后营养器官的转运进行了评价。2007—2008年度设4个施氮水平,分别是0、0.1、0.2和0.3gkg-1土;2008—2009年度设3个施氮水平,分别是0、0.15和0.30gkg-1土。结果表明,施氮和CO2浓度升高促进了干物质和氮素在籽粒和花前营养器官的积累,增加了花前营养器官和地上部贮存干物质和氮素向籽粒的转运量,适量施氮提高了CO2浓度升高对花前营养器官干物质和氮素累积以及花后向籽粒转运的正向效应。与背景CO2浓度相比,高CO2浓度提高了花前营养器官和地上部干物质对籽粒产量的贡献率和转运率,但CO2浓度升高对花前氮素的贡献率和转运率的影响因年份和品种而异。CO2浓度升高后,2007-2008年度各营养器官和地上部,以及2008-2009年度茎鞘和穗的氮素贡献率和转运率均增加,但2008-2009年度2个品种叶片和地上部氮素贡献率在施氮时均显著降低,小偃22叶片和地上部氮素转运率在各施氮水平下以及小偃6号地上部氮素转运率在0.13gkg-1土施氮水平下均明显增加。适量施氮也在大多数情况下增强了CO2浓度升高对营养器官干物质和氮素的贡献率和转运率的正向效应。说明CO2浓度升高后小麦产量和氮素积累增加与其促进花前干物质和氮素积累及花后向籽粒的转运密切相关。

Cl^-含量对J55钢CO_2腐蚀行为的影响

利用高温高压模拟实验、微观形貌观察和电化学测试研究了介质中Cl^-含量对J55钢CO_2腐蚀行为的影响。结果表明,在研究范围内(Cl^-含量为0～200 g/L),随Cl^-含量的增加,J55钢均匀腐蚀速率减小,腐蚀产物膜变得更加致密,对基体保护能力增强,且无明显局部腐蚀。Cl^-含量的变化没有改变电极反应活化控制步骤,但随含量增加,溶液的pH值降低,同时更多Cl^-占据阴极活性点,阻滞了阴极反应,提高了腐蚀电位。Cl^-含量较低时电化学阻抗谱呈现三个时间常数,随Cl^-含量增加,中低频区感抗弧逐渐消失,金属表面被完整的腐蚀产物膜覆盖。

碳封存项目井喷CO_2扩散危险水平分级方法研究

针对碳封存（CCS）项目井喷后的二氧化碳（CO_2）气体泄漏扩散对附近居民的影响问题,提出将CO_2井喷速率作为分级指标进行扩散危险水平分级。以内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗地形、气候等条件为环境背景,以神华CCS示范项目为参考,运用CALPUFF高斯扩散模型模拟发生井喷事故,计算CO_2气体扩散影响范围。根据扩散范围与井喷速率变化的相关关系,对CO_2扩散危险水平进行分级。根据50 000 ppm浓度的最大扩散范围将CO_2井喷扩散分为3个等级：Level1、Level 2、Level 3,对应的井喷速率范围分别为0-2.5、2.5~10.0、10~20 m/s,对应扩散距离分别为0~130、130~180、180~420 m。通过与模拟场地周围环境条件和人群分布特点的交叉分析,当危险性等级为3级时,会威胁到泄漏井筒附近420 m范围内CCS场地内工作人员、散户居民以及附近公路上的过往行人的安全。该项危险水平分级研究工作有助于健全国家相关部门对CCS的监管,同时有利于推动CCS示范项目的健康发展。

自生CO_2结合表面活性剂复合吞吐数值模拟

层内自生CO_2吞吐是低渗小断块油田提高采收率的新型技术,既发挥了CO_2混相或非混相驱油机理又解决CO_2气源和注入过程井筒腐蚀等问题。针对目前自生CO_2以及结合表面活性剂复合吞吐的参数优化研究很少等情况,探索了应用化学驱、热采模型对层内自生CO_2以及注入表面活性剂的操作工艺参数进行优化的方法。基于某实际低渗透油藏单井径向模型和室内自生CO_2及表面活性剂实验测试结果,在对流体相态、自生CO_2过程、表面活性剂驱相关参数及生产动态拟合的基础上,开展生气剂注入量、生气剂浓度、注入速度、关井时间、采液强度对复合吞吐效果影响的模拟研究。结果显示,生气剂注入量、注入浓度和采液强度对复合吞吐效果影响较大,并且存在最佳的取值范围,其中:最佳生气剂量为200～250 t、摩尔分数为3.0%～5.0%、采液强度为7 m^3/d;适当增加注入速度和延长关并时间有助于提高吞吐效果。该研究对于自生CO_2复合吞吐的优化以及该技术在小断块低渗油藏提高采收率领域的推广应用具有重要意义。

CO_2 浓度升高对水稻根系分泌物的影响——总有机碳、甲酸和乙酸含量变化

在大气 Ｃ Ｏ２ 浓度升高条件下采用水培方法对水稻根系生长及根系分泌物进行了初步研究。 Ｃ Ｏ２ 浓度倍增对水培水稻的根系生长具有明显的促进作用，约为７０％ ，但是根冠比却有所降低。水稻根系单位干重总有机碳、乙酸以及甲酸的释放量在 Ｃ Ｏ２ 浓度倍增条件下变化不明显，但是单株根系分泌物总量、乙酸以及甲酸的释放总量在 Ｃ Ｏ２ 倍增处理下明显增加。推测水稻根系分泌物的增加是高浓度 Ｃ Ｏ２ 下稻田 Ｃ Ｈ４ 排放增加的重要原因之一。

用超临界CO_2萃取技术提取青蒿素的研究

用超临界ＣＯ_２萃取技术对植物黄花蒿进行萃取研究，考察了萃取压力、温度及时间对青蒿素收率的影响。萃取产物经简单的分离后得到纯度≥９５％青蒿素产品，经 ＴＬＣ、ＩＲ、ＭＳ、^（１）ＨＮＭＲ和^（１３）ＣＮＭＲ分析确认。

钢铁工业节能与CO_2排放的现状及对策分析

概要介绍了目前世界钢铁工业节能现状,对钢铁工业和钢铁企业的节能减排进行了分析,强调要用全局的观点来认清用能结构、能源消费结构问题,找到改进的潜力点,制定出时间路线图,选择或开发合适的节能减排技术。

超临界CO_2流体萃取兔肉腥味物质

【目的】探讨超临界CO_2流体(SFE-CO_2)萃取兔肉腥味物质的条件,确定腥味物质的种类、组成和含量,为兔肉脱腥以及加工提供理论基础。【方法】采用超临界CO_2流体对兔肉腥味物质进行萃取,以提取率为指标,在单因素试验基础上进行Box-Behnken响应面分析;定量加入内标物质2,4,6-三甲基吡啶(TMP),通过气相色谱质谱仪(GC-MS)对兔肉腥味物质进行分析鉴定。计算气味活度值(OAV),结合气相色谱-嗅闻(GC-O)和感官评价,确定兔肉腥味物质主体成分。【结果】单因素试验结果表明,当萃取温度为40℃时,提取率最高达到97.91%,峰面积为1.58×10~9;当萃取时间为4 h时,提取率最高,为97.83%,峰面积为2.42×10~9;萃取压力为25 MPa时,最高提取率为97.78%,峰面积3.78×108。其中,萃取温度和萃取压力不仅影响溶质扩散系数,还影响CO_2流体密度。温度增加时,尽管扩散系数增大,由于CO_2流体密度下降,提取率随之减小。虽然CO_2流体密度在高压下较大,但随着压力增加,可压缩性随之减小,由于扩散系数降低,溶质溶解度下降,因而提取率降低。当萃取时间过长时,一些非挥发性物质被溶出,使得萃取物质总量增加,降低了挥发性风味物质的比重。根据响应面分析,得出最优萃取条件为:萃取温度40.67℃、萃取压力25.67 MPa、萃取时间3.13 h,提取率为98.01%。而实际操作时,提取条件修正为萃取温度40℃、萃取压力25 MPa、萃取时间3 h,在此条件下提取率为98.11%。通过定量加入内标物质TMP,GC-MS定性定量分析得到兔肉挥发性风味物质5类,包括醛类、酸类、酯类、杂环类化合物和烃类,共计38种风味化合物。其中,酸类((1 394.25±3.45)μg·kg^(-1))>酯类((569.26±1.23)μg·kg^(-1))>烃类((471.82±1.11)μg·kg^(-1))>醛类((168.46±0.97)μg·kg^(-1))>杂环类((86.71±0.64)μg·kg^(-1))。通过计算得到兔肉挥发性风味物质中戊醛、己醛、己酸和2-戊基-呋喃的OAV值均大于1,且己酸>己醛>2-戊基-呋喃>戊醛,表明这4种物质对兔肉腥味有重要贡献,而己酸对兔肉腥味的贡献最大。同时,气相色谱-嗅闻(GC-O)分析认为这4种物质均具有不同程度异味,包括肝脏腥味、草腥味、羊膻味和豆腥味等,感官分析表明萃取物有明显兔肉腥味。【结论】超临界CO_2流体萃取兔肉腥味物质可行,为研究兔肉腥味提供了新的提取方法。其最佳萃取条件为:时间3 h,温度40℃,压力25 MPa。戊醛、己醛、己酸和2-戊基-呋喃初步确定为兔肉腥味的主体成分。

北京山区辽东栎林土壤释放CO_2的模拟实验研究

模拟北京山区辽东栎林群落，对该类型土壤释放ＣＯ２过程进行了连续３ａ的实验研究，结果表明：辽东栎林土壤呼吸强度平均为５．９２±１．３２μｍｏｌＣＯ２ｍ－２ｓ－１，在不同月份中，以８月份最高，１０月最低，依次为８月＞７月＞６月＞９月＞１０月（Ｐ＜０．０５）；１３：００为土壤日呼吸的最高峰。温度为影响土壤呼吸的主要因子，二者存在极显著相关关系（ｒ＝０．５６６８，ｐ＜０．００１，ｎ＝９４）。据３ａ观测的土壤呼吸日平均值计算得出，模拟辽东栎林土壤释放ＣＯ２的通量估计范围为１７１．５～２７５．１ｋｇＣＯ２ｈｍ－２ｄ－１，平均为２２３．３ｋｇＣＯ２ｈｍ－２ｄ－１。

凋落茶叶对华中地区酸化茶园土壤N_2O与CO_2排放的影响

采用室内培养试验方法,研究了凋落茶叶添加(0、5、10 g·kg-1和20 g·kg^(-1))对酸化茶园土壤N_2O和CO_2排放特征的影响。结果表明:4种添加水平下,N_2O和CO_2排放通量分别为0.24~3.92μg·kg^(-1)·h^(-1)和0.33~1.84 mg·kg^(-1)·h^(-1);凋落茶叶的添加显著促进了酸化茶园土壤N_2O和CO_2排放(P<0.05),且两种气体的排放通量随着凋落茶叶添加量的增加而增加;凋落茶叶显著提高了酸化土壤pH值(P<0.05),且添加量越多,pH值变幅越大,其一定程度上改善了茶园土壤酸化现象。茶园土壤铵态氮与N_2O排放通量呈极显著相关,而硝态氮与N_2O排放通量未呈显著相关性。土壤可溶性有机碳含量与N_2O和CO_2排放通量均呈极显著相关关系。茶园土壤N_2O排放通量和CO_2排放通量呈极显著正相关。研究结果有助于阐明凋落茶叶对茶园土壤温室气体排放的作用规律,且对了解茶园生态系统碳氮循环有一定的理论意义。

与IGCC匹配的燃烧前CO_2捕集系统动态特性分析及控制优化

燃烧前CO_2捕集技术在整体煤气化联合循环发电(IGCC)的应用正处于起步阶段。与传统化工系统里CO_2捕集不同,IGCC发电机组要求能够经常在不同负荷下运行,并能保持较高的系统热效率,因此对其动态特性以及控制方案的研究是十分必要的。针对正在建设的某30MWth的燃烧前CO_2捕集系统,基于DYNSIM软件平台搭建了其MDEA脱硫脱碳工艺流程动态仿真模型,研究了CO_2捕集率对主要调节变量的动态响应特性,并针对其特点提出了优化控制方案。将其与原有方案对比,仿真结果表明,应用该方案不仅可以提升CO_2捕集率的动态响应品质,还降低了能耗。

低压电场驱动下膜分离CO_2的研究

以离子交换膜为基础 ,进行预处理和化学改性。研究了不同预处理条件、化学改性方法及低压电场的电压对离子交换膜的CO2 分离效率的影响。结果表明 ,改进处理条件、施加低压电场及在膜中加入亲水物质可明显地增加离子交换膜的二氧化碳通量。