纯CO_2的节流特性

CO_2管道输送是碳捕集与封存技术的一个重要环节。当CO_2管道超压时可采用节流方式泄压,但节流易导致管内温度场骤变,有可能会造成干冰堵塞或管道低温损伤,因而研究CO_2节流特性对于CO_2管道安全泄放控制具有重要意义。为此,建立纯CO_2等焓节流模型,给出了考虑相变的CO_2节流后温度的计算方法,并与天然气主要成分CH_4对比,分析了CO_2的焦耳一汤姆逊效应。研究结果表明,处于正常输送工况(20 MPa 1,以下)的CO_2节流时将产生温降效应;由于CO_2临界点温度和压力较高,其节流后容易进入两相区,使温度和密度发生突变。因此,进一步讨论了改变节流控制参数(入口温度、入口压力和出口压力)对节流出口温度的影响。结论认为:①在节流压力一定时,提高入口温度使超临界CO_2不易进入两相区,但使密相CO_2更易进入两相区;②若节流进入两相区,在一定范围内改变入口压力对出口温度没有影响;③当节流入口条件一定时,出口压力为临界压力时是形成两相流的分界压力,出口压力为三相点压力时是形成干冰的分界压力。该研究成果对CO_2管道的节流控制和干冰堵塞预防具有指导意义。