二氧化碳膜分离材料及其性能研究进展

碳捕集、利用与封存技术是能源行业绿色发展的重要途径。与化学吸收法、变压吸附法和低温蒸馏法等传统工艺相比,膜分离法具有低能耗、高效率、小型化、环境友好、易与其他技术集成等优势。目前,膜材料的选择、改性以及对膜结构的重构是提高膜材料分离性能的关键。该文总结对比了有机聚合物膜、无机膜及混合基质膜的研究进展,并对其分离机理、材料及性能进行了介绍,重点综述了材料的改性研究及用于制备混合基质膜的填充材料,展望了CO_(2)分离膜材料性能改进的研究方向及膜分离技术所面临的挑战。

压缩二氧化碳储能系统膨胀机研究进展

压缩二氧化碳储能系统具有储能密度大、系统设备紧凑、运行寿命长等优点。膨胀机是储能系统的关键设备,对整个储能系统的效率和性能有直接影响。综述了各类膨胀机的研究现状;介绍了不同类型二氧化碳膨胀机的工作原理及特点;提供了可在压缩二氧化碳储能系统中应用的膨胀机类型;分析了应用于储能系统的4种膨胀机存在的问题及其解决方案;指出了二氧化碳膨胀机的研究方向,包括设计方法优化、关键部件结构优化、泄漏、密封、摩擦、润滑等,为压缩二氧化碳储能系统膨胀机的优化设计提供参考。

中国海域沉积盆地咸水层二氧化碳地质封存潜力

二氧化碳地质封存是二氧化碳捕集利用封存(CCUS)技术的关键环节,海域二氧化碳地质封存是将工业碳排放源或油气开发过程中捕集的二氧化碳,以超临界态注入到海底咸水层、废弃或开发中油气藏等地质体中,实现与大气长期隔离的过程。因远离人类居住地且有海水覆盖、具有“安全性高、环境风险小”特点,海域二氧化碳地质封存受到欧美等国家和地区的高度重视。本文在分析我国海域沉积盆地基本地质条件基础上,采用创新的模型体积法评价了我国海域沉积盆地咸水层二氧化碳地质封存潜力。研究表明,我国海域沉积盆地新生界厚度大,地壳稳定性较好,具有中低地温场特征,发育多套储碳-封盖组合,构造地层圈闭多,二氧化碳地质封存条件优越、咸水层封存潜力巨大。这将为我国海洋地质碳封存区带评价和目标区优选提供依据,对我国沿海省市碳达峰碳中和路径规划和离岸碳封存示范工程预研究具有重要意义。

二氧化碳捕集技术研究和工程示范进展

捕集、封存(CCS)/捕集、利用和封存(CCUS)技术是缓解日趋严重气候问题的有效措施,其中CO_(2)捕集是CCS/CCUS技术中的关键环节。经过多年发展,以乙醇胺为代表以及在此基础上发展起来的多氨基胺、位阻胺、离子液体等化学胺吸收碳捕集技术逐渐成熟,此类技术已开展或正在进行大型试验或工业示范。科研机构已经完成了技术评审(TR)的关键节点验证,积累了丰富的经验。本文结合具体案例简要介绍了包括燃烧前、富氧燃烧、化学链燃烧和燃烧后捕集技术的进展情况,分析了各类技术目前存在的主要问题,并提出了影响CO_(2)捕集技术大范围推广的关键因素。捕集能耗高、设备投资和维护成本高、产生的废弃物量大是影响捕集成本的主要因素。此外,捕集的CO_(2)主要还是用于驱油和埋存,尚不成熟的CO_(2)化工转化技术生产的产品竞争力比较弱。

化工冶金跨行业耦合二氧化碳循环利用技术

双碳战略是国家重大战略,也是推动国家经济高质量可持续发展的必由之路。我国碳达峰到碳中和时间短、任务重。我国化工冶金每年碳排放约36亿t,约占全国工业碳排放量的36%,此外化工冶金废气、固废、废热产生量大、堆存量多、难利用、循环利用率低。发展化工冶金低碳化转型和变革,是我国工业领域双碳目标实现的根本保证。我国化工冶金历时百年,已发展成熟,仅通过原料燃料替代及绿色工艺转型减碳容量有限,亟需开展化工冶金跨行业耦合与循环利用技术变革,深入推动工业领域减碳。我国化工冶金大多是孤立、非循环连续工艺过程,引起跨行业耦合难、循环利用难度大的问题。针对上述问题,首先分析了化工冶金行业碳排放治理现状及国家战略需求;其次,提出了废气与废热耦合热化学转化制高质气体、废气与废气耦合定向催化制高端化学品、废气与固废耦合制低碳材料3个减碳增效策略。结合其技术发展现状和趋势,提出了拟重点发展的化工冶金跨行业耦合二氧化碳循环利用技术,以期为工业低碳绿色发展提供支撑。

基于超音速膨胀凝结的油田伴生气脱二氧化碳研究

油田伴生气通常含有大量的二氧化碳等酸性气体,为了提升油田伴生气质量,必须对天然气进行脱二氧化碳处理;将超音速旋流分离技术用于伴生气脱除二氧化碳是一条全新路径,但二氧化碳在超音速流动条件下的冷凝特性有待进一步明晰。建立二氧化碳在喷管中的相变过程数学模型,讨论二氧化碳超音速凝结流动特性,分析入口温度和压力对二氧化碳超音速凝结特性的影响规律。结果表明:二氧化碳在喷管喉部之后的扩张段发生凝结,生成大量的二氧化碳液滴;随着喷管入口温度增加,尽管凝结的二氧化碳液滴数量增加,但喷管出口和中轴线上的液相质量分数减小,凝结位置越靠近喷管出口;随着喷管入口压力增加,混合气体在喷管出口的压力和温度升高、速度减小,二氧化碳在喷管内凝结产生的液滴数量减少,喷管出口和中心轴线上的液相质量分数越大。

天津市大气污染物与二氧化碳减排协同效应的季节变化分析

大气环境减污降碳协同效应的季节变化特性是实施区域减污降碳治理的重要影响因素。本文基于此建立了城市大气污染物与二氧化碳(CO_(2))减排协同指数计算体系,并以天津市为例,估算了城市月度减污降碳协同发展水平数据,对大气污染物与CO_(2)减排协同效应的季节变化规律进行了分析和研究。研究结果表明,天津市在全年1/4左右的月份中,细颗粒物(PM_(2.5))、二氧化硫(SO_(2))、二氧化氮(NO_(2))与CO_(2)的协同减排效果较为显著;就污染物类型而言,研究发现PM_(2.5)的减污降碳协同效果非常明显;减污降碳协同效果存在季节性变化,多个区在夏季最为显著,而在冬季较低。因此,在推进减污降碳协同增效的宏观发展战略过程中,应加快构建城市级减污降碳协同指数的月度计算体系与动态监测平台,对大气污染物与CO_(2)减排实施高精度的协同治理,促进经济社会全面绿色低碳转型。

二氧化碳管道输送技术进展

简述了碳捕集与封存技术作为关键减排技术近年的发展,以及管道输送二氧化碳的优势。介绍了国内外二氧化碳管道输送技术的发展现状和二氧化碳输送管道相关标准。比较了二氧化碳的物性和不同输送相态的优缺点,阐释了CO_(2)输送管道断裂韧性控制、腐蚀及防护技术。研究表明:由于二氧化碳的物性,二氧化碳输送管道断裂韧性控制与天然气管道显著不同,需要重新建立二氧化碳输送管道的断裂扩展和止裂的预测模型;为防止二氧化碳输送管道腐蚀,需要控制二氧化碳输送管道中水和其他气体杂质的含量。

超临界二氧化碳流量测量方法研究

在临界点附近的超临界流体,操作温度或操作压力的微小变化,都会引起超临界流体密度的很大变化,因此,尚无能够满足实时、准确、可溯源要求的超临界流体流量测量方法及仪表。该文首先分析超临界二氧化碳在拟临界温度区域的物理特性;然后分别研究科里奥利质量流量计和差压流量计的超临界流体测量特点,确定流量测量所需的工况条件;最后提出一种以科里奥利质量流量计对差压流量计进行动态密度修正,从而提高超临界流体质量流量测量精度的流量计组合方法。验证实验中,该文以质量法液体流量标准装置对上述两种流量计进行校准,再基于雷诺数近似原理采用质量法气体流量标准装置进行模拟测试,评估动态响应能力及两种被测介质之间的测量误差。实验结果表明:该流量计组合方法具备超临界二氧化碳流量测量的能力,可实现以科里奥利质量流量计作为工作级标准的超临界二氧化碳量值溯源。

变截面半圆通道内超临界二氧化碳热工水力性能研究

建立了不同半圆通道的数学和物理模型,并通过与实验数据的比较,验证了所建立模型的准确性。研究了超临界二氧化碳(S-CO_(2))在等截面半圆通道、渐扩型和渐缩型通道内的热工水力换热性能,并分析了不同通道和压力对S-CO_(2)在变截面半圆通道内的热工水力性能的影响。结果表明:相较于均匀截面半圆通道,渐扩型通道恶化传热,渐缩型通道强化传热;入口和出口半径比为1.0:0.5的渐缩型半圆通道的总体换热系数最大提升了39.93%,流动传热综合性能评价因子PEC最大为1.346;当压力越靠近临界压力或热通量较低时,传热性能越高。最后,从场协同性和湍动能分布的角度解释了渐缩型变截面通道强化传热的原因。研究结果可为S-CO_(2)循环系统冷却器的设计与优化提供新的思路和理论指导。

中心静脉血氧饱和度联合静动脉二氧化碳分压差在产后出血液体复苏治疗中的指导作用

目的探讨中心静脉血氧饱和度(ScvO_(2))联合静动脉二氧化碳分压差[P(v-a)CO_(2)]在产后出血(PPH)液体复苏治疗中的指导作用。方法选取2022年2月至2023年3月江西省妇幼保健院收治的60例胎盘植入、前置胎盘剖宫产术中大出血患者作为研究对象,按照随机数字表法分成试验组(n=30)和对照组(n=30)。对照组行常规液体复苏干预,试验组行ScvO_(2)联合P(v-a)CO_(2)监测指标进行复苏干预。比较两组患者容量达标时间、液体复苏前后氧合指数、6 h乳酸清除率、24 h乳酸清除率及并发症发生率。结果试验组的容量达标时间短于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);液体复苏6、24 h后试验组的氧合指数均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);试验组6h乳酸清除率、24h乳酸清除率均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);试验组的并发症总发生率(16.67%)低于对照组(40.00%),差异有统计学意义(P<0.05)。结论ScvO_(2)联合P(v-a)CO_(2)监测对PPH患者液体复苏治疗具有指导作用,能缩短液体复苏时间,提高氧合指数和乳酸清除率,降低并发症的发生。

1例生痰二氧化碳嗜纤维菌脑膜炎合并肾功能亢进患儿的抗感染治疗实践

目的:探讨临床药师在儿童细菌性脑膜炎抗感染治疗中的作用。方法:临床药师通过参与1例由生痰二氧化碳嗜纤维菌引起的儿童细菌性脑膜炎患者的多次药学会诊,与医师通力合作,对患儿治疗效果欠佳的原因进行分析,结合患儿存在肾功能亢进这一特殊生理病理特点及抗菌药物药动学/药效学(PK/PD)理论,优化抗感染治疗方案并实施药学监护。结果:临床药师提出的治疗方案被医师采纳,患儿临床症状改善、脑脊液恢复正常并顺利出院。结论:临床药师对临床上罕见致病菌引起的特殊部位感染,应充分发挥药学专业特长,进一步提高抗感染药物的临床疗效。

超脉冲二氧化碳点阵激光治疗对凹陷性痤疮瘢痕TGF-β、EGF及bFGF水平变化的影响

目的 研究超脉冲二氧化碳点阵激光治疗对凹陷性痤疮瘢痕转化生长因子-β(TGF-β)、表皮生长因子(EGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)水平变化的影响。方法 选取2020年4月至2022年2月于自贡市第一人民医院就诊的凹陷性痤疮瘢痕患者104例,依据治疗方案分为对照组(n=51,常规手术治疗)和观察组(n=53,超脉冲二氧化碳点阵激光治疗)。比较两组临床疗效、皮肤情况、血管内皮因子(TGF-β、EGF、bFGF)水平、复发及不良反应发生率。结果 观察组临床总有效率(84.91%)高于对照组(62.75%),差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,两组紫质、纹理、色素斑、毛孔评分均下降,且观察组上述评分均比对照组低,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后,观察组TGF-β、bFGF水平比对照组高,EGF水平比对照组低,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组复发率比对照组低,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组不良反应总发生率(19.61%)比对照组低(5.66%),差异有统计学意义(P<0.05)。结论 应用超脉冲二氧化碳点阵激光治疗凹陷性痤疮瘢痕患者疗效显著,可有效改善瘢痕组织中的TGF-β、EGF、bFGF表达水平,安全性良好。

高压二氧化碳处理对桑椹原汁杀菌效果和品质稳定性的影响

为探讨高压二氧化碳处理(HPCD)对桑椹原汁杀菌效果的影响,以温度、压力、时间为自变量,以菌体致死率和褐变度为因变量,通过单因素和响应面试验优化最佳杀菌条件.结果表明,温度、压力均对桑椹原汁杀菌效果有显著影响,当压力为30 MPa,时间49 min,温度48℃,菌体致死率能达到4.10,在此条件下处理的桑椹原汁25℃贮藏60 d后,其花色苷含量、白藜芦醇含量、褐变度、菌落总数、 Vc含量、风味均优于传统热杀菌处理的桑椹原汁.结论:HPCD可实现在温和条件下对桑椹原汁达到理想的杀菌效果,同时能有效延长其保质期.

经皮二氧化碳分压监测在硬质支气管镜下Feng′s EBUS-TBNB中的应用

目的:探讨经皮二氧化碳分压(transcutaneous partial pressure of carbon dioxide,PtcCO_(2))监测在硬质支气管镜下冯氏气管内超声引导纵隔切开活检(Feng′s endobronchial ultrasound-guided transbronchial node biopsy,Feng′s EBUS-TBNB)中的应用。方法:收集2019年8月—2022年8月期间天津医科大学总医院收治的纵隔疾病患者128例,随机分成Feng′s EBUS-TBNB组和支气管内超声引导针吸活检术(endobronchial ultrasound-guided transbronchial needle aspiration,EBUS-TBNA)组,患者均予高频喷射通气行硬质支气管镜下操作及PtcCO_(2)监测,EBUS-TBNA组患者行EBUS-TBNA,Feng′s EBUS-TBNB组患者行Feng′s EBUS-TBNB术,比较两组患者术前(T0)、通气开始时(T_(1))、通气10 min后(T_(2))、通气20 min后(T3)、通气30 min后(T_(4))、通气40 min后(T_(5))、通气50 min后(T_(6))、通气60 min后(T_(7))心率(heart rate,HR)、平均动脉压(mean arterial pressure,MAP)和PtcCO_(2)的变化。结果:T_(1)~T_(7)时,两组患者HR、MAP和PtcCO_(2)水平均明显高于T0时(P<0.05)。T0~T_(2)时,两组患者HR、MAP和PtcCO_(2)水平比较差异无统计学意义(P>0.05);T3~T_(5)时,Feng′s EBUS-TBNB组HR、MAP和PtcCO_(2)水平均明显高于EBUS-TBNA组(P<0.05);而T_(6)~T_(7)时,两组患者HR、MAP和PtcCO_(2)水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:将PtcCO_(2)应用于Feng′s EBUS-TBNB中,可间接反映患者HR、MAP水平变化,值得临床推广应用。

二氧化碳点阵激光联合曲安奈德治疗用于增生性瘢痕的临床价值

目的 研究二氧化碳(CO_(2))点阵激光联合曲安奈德治疗增生性瘢痕(HS)的效果,为临床提供参考。方法 选取2022年2月至2023年4月江苏大学附属武进医院收治的58例HS患者的临床资料进行回顾性分析,根据治疗方案的不同分为对照组(28例,仅采用曲安奈德治疗)和试验组(30例,采用CO_(2)点阵激光联合曲安奈德治疗)。比较两组患者治疗效果、温哥华瘢痕量表(VSS)评分、视觉模拟量表(VAS)疼痛评分及不良反应发生情况。结果 试验组患者整体疗效优于对照组,总有效率高于对照组(均P<0.05)。治疗后,两组患者VSS评分和VAS疼痛评分均较治疗前降低,且试验组均低于对照组(均P<0.05)。两组患者不良反应总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 CO_(2)点阵激光联合曲安奈德治疗HS的效果显著,可有效改善瘢痕增生状态,缓解疼痛程度,且不会增加不良反应发生率,值得临床应用。

我国发展二氧化碳驱油技术的路径思考

当前,气候变化给人类社会发展带来了严峻的挑战。二氧化碳驱油作为一种能够有效提高油田采收率和减少二氧化碳排放的技术,在保障国家能源安全、创造社会经济价值、实现生态环境目标方面具有重要意义,是我国实现双碳目标的关键手段。在中国,二氧化碳驱油技术已经表现出广阔的应用前景,但是大规模推广应用还需要较长时间;同时,全球低碳合作和能源市场转型为中国发展二氧化碳驱油技术提供了机遇,但是也面临着经济成本高和环境风险大的挑战。今后,中国要全面发展和推广二氧化碳驱油技术,需要从构建产业法律体系、促进技术研发创新、完善合作交流机制、提高环境风险管理等方面持续发力。

妇科点阵式二氧化碳激光治疗幼女外阴硬化性苔藓护理个案管理

目的探讨点阵式二氧化碳激光治疗幼女外阴硬化性苔藓的个案护理体会。方法选取1例行点阵式二氧化碳激光治疗外阴硬化性苔藓幼女,在激光治疗前后护理的同时,做好患儿家属对患儿居家照料的健康宣教。结果患儿在二氧化碳激光治疗期间能配合各项操作,点阵式二氧化碳激光治疗后外阴皮肤灼热感缓解、瘙痒感缓解、居家护理照料到位,无并发症发生。结论针对临床行点阵式二氧化碳激光治疗硬化性苔藓的患儿,护理人员进行系统化护理个案管理,对患儿进行心理护理、健康教育、居家照料指导及随访追踪等护理措施,取得患儿及家属的支持配合,使点阵式二氧化碳激光治疗顺利进行,正确处理治疗后的不良反应,无发生相关治疗并发症。

我国人均二氧化碳排放的区域差距、结构分解及动态演进

文章通过对我国人均二氧化碳排放进行测算,采用Theil指数对2000-2019年我国七大区域人均二氧化碳排放的区域差距进行了结构分解,并利用收敛模型对其σ收敛、β收敛进行了实证检验。结果显示:(1)全国人均二氧化碳排放处于上升通道,但增幅放缓,省际人均二氧化碳排放差距十分显著;(2)人均二氧化碳排放总体差距、区域内部差距和区域之间差距均有所提升,区域内部差距对总体差距的贡献度始终居于主导地位,这意味着缩小区域内部差距是控制人均二氧化碳排放总体差距的关键;(3)西北地区人均二氧化碳排放差距显著提升,中部地区波动较大,并对总体差距的贡献度高,东北地区、珠三角地区、西南地区、环渤海地区对人均二氧化碳排放总体差距影响较弱;(4)全国人均二氧化碳排放不存在明显的σ收敛,但存在阶段性σ收敛,西北地区和环渤海地区σ收敛系数趋于发散,长三角地区和珠三角地区存在σ收敛。

钙或钾催化锯齿形边缘炭化学吸附二氧化碳的波函数和分子反应性研究

本研究采用波函数理论和密度泛函反应性理论,系统地研究掺杂了钙(Ca)或钾(K)的锯齿形边缘炭模型的分子反应性以及对化学吸附二氧化碳(CO2)性能的影响。通过比较不同金属负载炭模型的电负性、亲电性和亲核性,得出了CO2在其炭模型上的化学吸附是亲电反应的结论。并进一步分析了最低未占据分子轨道(LUMO)和最高已占据分子轨道(HOMO),表明碱土金属Ca或碱金属K的掺杂改变了焦炭的电荷分布特性。通过研究电子局域化函数填色图和电子密度差,发现负载金属边缘充满更多的孤对电子,并且该边缘区域电子的局域化程度更高,因此更容易受到亲电攻击,易作为吸附位点考虑。借助双描述符、HOMO和LUMO的轨道成分的研究,预测了在掺杂了Ca或K的炭模型吸附CO2的位点。此外,计算了不同模型下化学吸附CO2释放的能量,最终吸附CO2的热力学结果与波函数理论和密度泛函反应性理论的预测结果一致。