燃煤电厂CO_(2)捕集的减排效率研究与展望

为了客观评价不同CO_(2)捕集技术的能耗水平,判别CO_(2)捕集技术的有效性和经济性,提出减排效率概念和计算模型。CO_(2)减排效率表示某种CO_(2)捕集技术的有效减排能力,即捕集单位CO_(2)所发生的CO_(2)有效减排量,减排效率模型对CO_(2)捕集技术的能耗进行归集和平准化计算,其值越大表明减排效果越佳。利用减排效率模型测算,目前我国燃煤电厂CO_(2)捕集技术的减排效率理论极值为98%,燃烧前、燃烧中和燃烧后捕集技术的减排效率分别达到80%、70%和58%~68%。经工程应用实践验证,减排效率模型能满足评价要求。最后对CO_(2)捕集技术的发展进行了展望,认为未来随着捕集技术的不断进步和创新,CO_(2)减排效率将超过90%。

秸秆覆盖与施磷对西南冬小麦叶肉导度和CO_(2)同化效率的影响

为探究西南麦区冬小麦旗叶叶肉导度(g_(m))与CO_(2)同化对土壤速效磷缺乏的响应。试验于2020—2022年在四川仁寿试验站进行秸秆覆盖和磷素水平的二因素裂区试验,以秸秆覆盖(SM)和不覆盖(NSM)为主区;三个磷水平0(P0)kg/hm^(2)、75(P75)kg/hm^(2)和120(P120)kg/hm^(2)为裂区,分析小麦旗叶光响应曲线、叶肉导度和CO_(2)同化对旗叶磷素水平的响应。结果表明:与NSM相比,SM下旗叶比叶重(LMA)、单位面积磷含量(PA)、单位质量磷含量(PM)和净光合速率(P_(n))分别提高4.1%、16.9%、12.2%和6.9%,且随着施磷量的增加,旗叶的LMA、PA、PM和P_(n)呈增加趋势。秸秆覆盖与施磷显著提高旗叶最大净光合速率(P_(nmax))和表观量子效率(AQY),增加旗叶的光合潜能。施磷显著提高旗叶光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSII),最大羧化效率(V_(cmax))、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)活力、胞间CO_(2)浓度(C_(i))、叶绿体CO_(2)浓度(C_(c))、气孔导度(g_(s))和g_(m),P75和P120较P0分别提高16.8%—23.8%、27.9%—35.3%、30.9%—61.7%、1.4%—3.6%、4.8%—13.1%、9.0%—10.2%和16.0%—16.9%,P75和P120无显著差异。秸秆覆盖与施磷降低旗叶的气孔限制(L_(s))和叶肉限制(L_(m)),生化限制(L_(b))是光合速率的主要限制因子。综上所述,秸秆覆盖配施75kg/hm^(2)磷肥可提高西南冬小麦旗叶磷素含量、光系统Ⅱ实际光化学效率、叶肉导度和CO_(2)同化效率,降低气孔限制和叶肉限制,从而提高旗叶净光合速率。

CO_(2)电弧等离子加热器电热特性研究

对管状阴极轴线式CO_(2)电弧等离子加热器的电热特性进行了实验研究,得到了电流、气体流量、励磁电流和前电极长径比对电弧加热器的伏安特性和热效率的影响规律。采用相似理论模型,对实验数据进行回归分析,得到了加热器伏安特性和热损失系数的近似表达式。研究结果发现,CO_(2)气体流量和电弧电流对加热器的伏安特性和热效率都具有显著的影响,前电极的长径比和励磁电流则只对热效率具有影响。电弧加热器伏安特性和热损失系数的回归公式计算值与实验数据一致性较好,伏安特性回归误差<10.0%,热损失系数回归误差<18.2%。

水限制环境CO_(2)与施氮交互作用对春小麦水分利用效率的影响

在模拟大气CO_(2)浓度升高环境条件下,进行了不同施氮处理对春小麦水分利用效率的影响试验,探索水资源限制地区提高春小麦水分利用率及其产量的途径。结果表明,CO_(2)浓度升高与施氮交互作用对小麦产量水分利用率有显著影响。在CO_(2)浓度升高90μmol·mol^(-1)环境条件下,135 kg·hm^(-2)和315 kg·hm^(-2)施氮处理春小麦产量的水分利用率与对照相比分别下降了5.8%和15.1%;225 kg·hm^(-2)和405 kg·hm^(-2)施氮处理春小麦产量的水分利用率与对照相比分别增加了9.3%和8.9%;225 kg·hm^(-2)和405 kg·hm^(-2)施氮处理使春小麦生物量水分利用率与对照相比分别提高了10.4%和10.8%;而135 kg·hm^(-2)和315 kg·hm^(-2)施氮处理造成春小麦生物量水分利用率不同程度地下降。90μmol·mol^(-1) CO_(2)浓度升高与施氮处理导致春小麦千粒重水分利用率下降,其中135 kg·hm^(-2)和315 kg·hm^(-2)施氮处理使春小麦千粒重水分利用率较对照分别下降了13.9%和21.2%。在CO_(2)浓度升高180μmol·mol^(-1)环境条件下,施氮处理对春小麦产量水分利用率的影响不显著。尽管施氮处理提高了春小麦生物量水分利用率,却导致春小麦千粒重水分利用率不同程度降低。综上可知,在未来大气CO_(2)浓度升高背景下,可以根据CO_(2)浓度升高幅度,从调控氮肥投入量途径入手,提高春小麦水分利用效率及其产量。

基于高干度泡沫实验的非均质咸水层CO_(2)封存能力分析

CO_(2)咸水层封存是实现“碳中和”目标的一项重要技术手段。高干度泡沫不仅能更好地控制CO_(2)流度而且还能适应地层的非均质性,明显提高了咸水层的空间利用效率。为探究高干度CO_(2)泡沫在非均质咸水层中的调剖效果与CO_(2)封存能力,利用自行设计的高温高压驱替实验装置,进行了不同渗透率级差的并联岩心CO_(2)泡沫驱室内实验研究,分析了驱替过程中岩心的气液产出情况与CO_(2)饱和度的变化规律,指出了不同渗透率级差非均质岩心模型的碳封存效果与机理。研究结果表明:①与CO_(2)气驱相比高干度泡沫驱用于CO_(2)咸水层埋存具有更大优势,当岩心渗透率级差介于2.6~10.8时,泡沫均能有效封堵高渗透岩心,使阻力因子维持在36左右,增大了驱替压差与低渗透岩心的产气、产液速度;②岩心中气相饱和度与渗透率存在一定关系,当岩心的渗透率小于2450 mD时,最高气相饱和度随渗透率增加而增大,当渗透率超过2450 mD时,岩心最高气相饱和度在80%左右;③采用高干度泡沫驱可以有效扩大岩心中CO_(2)封存量,渗透率级差为4时,泡沫驱的CO_(2)封存体积较气驱增长219%,当渗透率级差扩大至10.8,CO_(2)封存量能始终维持在较高水平。结论认为,咸水层条件下CO_(2)泡沫驱替实验探究了CO_(2)封存能力变化,提供了非均质储层提高碳封存效率的实验认识,可为非均质咸水层中CO_(2)的地质封存技术优化提供参考和借鉴。

盐水层CO_(2)稳定埋存效率及储层参数优化

CO_(2)埋存是应对“碳达峰”和“碳中和”最为有效的埋存方式,为了筛选适合CO_(2)长期稳定埋存的盐水层,考虑了CO_(2)在盐水层中的4种埋存方式,建立了评价盐水层CO_(2)稳定埋存效率综合表征指标,并且基于数值模拟与Pearson (皮尔逊)相关系数统计的方法,确定影响盐水层CO_(2)稳定埋存效率的主控因素为储层底层与顶层渗透率的比值、储层中部渗透率和温度,在此基础上进行了盐水层CO_(2)稳定埋存储层参数优化。研究结果表明:反韵律储层有利于盐水层CO_(2)的稳定埋存,且储层底层与顶层渗透率的比值为1/7时,稳定埋存效率综合表征指标较大,盐水层CO_(2)稳定埋存潜力较大;当储层温度为55℃时,稳定埋存效率综合表征指标达到较高水平;随着渗透率的增大,稳定埋存效率综合表征指标先增大后减小,渗透率为0.8μm^(2)时,盐水层CO_(2)稳定埋存潜力较大;因此,确定反韵律储层渗透率级差为7、储层渗透率为0.8μm^(2)、储层温度为55℃时的储层更适合CO_(2)的稳定埋存。研究成果为盐水层CO_(2)稳定埋存储层筛选提供了依据。

光系统Ⅱ光驱动CO_(2)同化的光合作用

光合作用作为地球上最重要的化学反应,是一切生命活动赖以生存的基础.光合作用分为光反应和暗反应两个阶段.通常认为,光反应阶段产生O2,暗反应阶段CO_(2)被还原(也称“CO_(2)同化”).尽管这一观点已被公众所熟知,但也存在诸多疑点,一些科学家(包括1931年的诺贝尔生理学或医学奖得主OttoWarburg)认为,CO_(2)也可能在光反应阶段作为反应底物参与了产氧并被还原.然而,该观点至今没有在实验上获得充足的证据支持.那么,在光反应阶段是否能够进行CO_(2)同化?如果能够发生,产物和机理是什么?毫无疑问,这些科学问题具有十分重要的研究价值,对这些问题的探索能帮助我们更加充分认识光合作用机制.然而,自上世纪十年代以来,相关研究已陷入停滞状态.为了解开光合作用领域的这个重要科学谜团,即在光合作用中CO_(2)是否能通过光反应被还原,本文选取三类不同层次的光合作用体系(小球藻、叶绿体、PSII中心复合体)为研究对象,结合原位质谱、气相色谱和同位素标记等手段,设计了一系列实验,排除了呼吸作用和其它因素干扰,实验发现在光反应阶段PSII中心复合体不但产生O2,还能产生C1化合物CH_(3)OH.^(13)CO_(2)和C^(18)O2标记实验结果表明,CH_(3)OH来源于CO_(2)光还原,排除了CH_(3)OH来自于光呼吸或细胞壁果胶脱甲基分解的可能.说明光合作用光反应阶段能够进行CO_(2)还原,反应场所是PSII中心复合体,这与CO_(2)的同化只能发生在暗反应阶段的传统观点相矛盾.因此,除了非光依赖性CO_(2)同化这一已知路径外,还有一条未知的光驱动CO_(2)同化路径.进一步推测,这种CO_(2)光还原路径可能与暗反应下的CO_(2)同化同时进行.目前,对这种光驱动下CO_(2)同化机制仍需进一步深入研究.综上,本文丰富了人们对光合作用机理以及CO_(2)同化路径的认知,并为长期以来存在争议的CH_(3)OH来源问题提供了新解释.

致密砂岩气藏注CO_(2)提高天然气采收率微观机理

中国致密砂岩气藏资源储量丰富,复杂的气水渗流关系和气水同产特征制约了单井产能的发挥和天然气采收率提高,注CO_(2)是提高气藏采收率(EGR)和实现碳埋存的双赢途径。为明确致密砂岩气藏CO_(2)驱替微观渗流和提高天然气采收率机理,指导致密砂岩气藏CO_(2)-EGR方案设计,基于格子玻尔兹曼方法(LBM)建立了孔隙尺度多相多组分流动模型,揭示了致密砂岩气藏储层微观气水分布特征和CO_(2)-EGR的微观渗流机理,并明确了CO_(2)-EGR的主控因素。研究结果表明:①驱动压差显著影响了致密砂岩气藏的气水微观分布和水锁程度,使得气水流动能力和气水相对渗透率特征不同;②CO_(2)-EGR微观渗流过程包括气水两相的非混相驱替和CO_(2)-CH_(4)的混相驱替,对应EGR机理为分别受生产压差和地层压力控制的黏性驱替和混相扩散;③注入的CO_(2)可有效缓解水锁现象和贾敏效应,与CH_(4)良好的混相能力能促进沟通分散气泡,微观驱气效率可达42%~94%;④含水饱和度、孔隙结构和驱动压差显著影响微观驱气的作用机制和驱气效率的改善幅度。结论认为,在进行致密砂岩气CO_(2)-EGR的方案设计时,可优先考虑中—低含水饱和度的区块作为试验靶区,并根据靶区储层孔隙结构特征,优化不同注气阶段的注采参数,可充分发挥CO_(2)对CH_(4)的黏性驱替和混相扩散作用。

吸收式制冷压缩CO_(2)储能系统性能分析

提出了一种结合了吸收式制冷循环的压缩CO_(2)储能系统,该系统采用分流的方式,将一部分CO_(2)引流至二级压缩机,将压缩产生的热量提供给吸收式制冷循环,使其启动工作并提供冷量给主路CO_(2),同时使用高压罐储存液态CO_(2),从而提高系统的储能效率。此外,对该系统进行了热力学分析和多目标优化。结果表明:在设计工况下,吸收器、一级压缩机、透平和级后换热器的[火用]损较大;本系统的储能效率随着冷凝压力、压缩机等熵效率和透平等熵效率的增加而提高,而储能压力的增大会使系统的储能效率降低;系统的最佳储能效率为68.70%,能量密度为0.153 kW·h/m^(3)。

电化学反应性捕集CO_(2)研究进展与挑战

CO_(2)捕集是控制温室气体排放的关键技术之一,电化学CO_(2)还原是关闭人工碳循环的有效途径,但CO_(2)捕集和电化学CO_(2)还原过程均为能源密集型过程。过去的研究将两者视为相互独立的技术和科学领域进行发展。通过直接电解捕集介质(如胺基富液和碳酸氢盐),将上游的碳捕集和下游的电化学还原过程进行集成耦合,可以避免高能耗的捕获介质再生和CO_(2)释放环节,避免CO_(2)的运输和存储操作,降低整体工艺的运行成本,提升整个碳循环的能量效率和经济效益,为节约能源和经济高效地捕集利用CO_(2)提供了一个潜在的解决方案。总结了目前电化学反应性捕集CO_(2)的研究进展,论述了在电极和电解质方面取得的成果,讨论了影响集成电解效率的限制因素,并分析了各类因素的潜在影响机制和可能的反应路径。最后,强调了直接电化学还原捕集介质领域的主要挑战和机遇,并对未来耦合碳捕集与电化学利用过程的发展进行展望。

咸水层毛管力圈闭机制及对非纯CO_(2)封存效率的影响

实际咸水层呈垂向多层分布,物性差异大,毛管力非均质性严重。非纯CO_(2)气体封存过程中,毛管力不仅会圈闭CO_(2),更会圈闭伴随的杂质气体,影响CO_(2)运移和封存。但是,垂向多层系下毛管力的圈闭机制还不清楚,其对非纯CO_(2)气体封存效率的影响亟待分析。为此结合随机统计地质建模和非纯CO_(2)-盐水两相渗流模型,建立了垂向多层系咸水层非纯CO_(2)封存运移模型;研究了毛管力作用下CO_(2)和杂质气体的运移过程及其羽流发育规律,并对非纯CO_(2)气体垂向运移速率和毛管力圈闭能力进行了量化计算;最后通过敏感性分析,阐明了毛管力大小、非均质程度、杂质体积分数等因素对非纯CO_(2)气体封存效率的影响。研究结果表明,非均质毛管力可有效圈闭非纯CO_(2)气体,增加非纯CO_(2)气体在横向上的波及体积;随着毛管力大小和非均质程度增加,毛管力圈闭量升高,毛管力封存系数增大,但CO_(2)垂向运移速率降幅明显,与杂质气体垂向运移速率的差异幅度增加。毛管力自上而下递减时,底部毛管力圈闭减少,更多的非纯CO_(2)气体将运移到地层上部的各个区域,使得非纯CO_(2)气体毛管力封存系数增加,非纯CO_(2)气体残余封存系数减少,CO_(2)垂向运移速率增大,与杂质气体垂向运移速率的差异幅度减小;随着杂质气体体积分数增加,非纯CO_(2)气体浮力增加,垂向运移速率增大,更多非纯CO_(2)气体运移到地层顶部,非纯CO_(2)气体毛管力封存系数降低,残余封存系数增加。因此为保证封存安全性,应尽可能选择含杂质少的非纯CO_(2)气体注入毛管力大、非均质性强以及垂向毛管力自上而下先递增后递减的咸水层。

800kt/a尿素装置CO_(2)汽提塔出液超温原因分析及对策

呼伦贝尔金新化工有限公司800kt/a尿素装置采用荷兰Stamicarbon公司CO_(2)汽提工艺,汽提塔出液超温,不仅会加重后系统负荷、影响产品质量、增加系统能耗,而且会严重影响尿素装置的高负荷稳定运行、加剧设备腐蚀。结合实际生产情况,从CO_(2)原料气温度、汽提塔升气管进液、合成系统进料水碳比、汽提塔壳侧蒸汽压力、汽提塔液位计指示、氨碳比及合成系统压力等方面分析与探讨汽提塔出液超温的原因,总结经验教训,采取相应的预防及处理措施,做好各系统的优化调整,取得了良好的效果。

CO_(2)汽提塔超温原因分析与应对

青海云天化国际化肥有限公司有2套300 kt/a CO_(2)汽提法尿素装置,汽提塔的运行状况直接关乎尿素装置的安全稳定运行与高产低耗,其中汽提塔超温(或出液温度升高)是CO_(2)汽提法尿素装置运行中的常见问题。收集不同工况下汽提塔的运行数据,理论联系实际(案例),就液体分布器堵塞、液气比失调、汽提塔液位高或满液、高压蒸汽饱和器压力或液位变化、原料CO_(2)温度升高、高压系统水碳比(H/C)升高等致汽提塔超温(或出液温度升高)进行分析与探讨,并总结出一套预防、检查、处理汽提塔超温的应对方案,可为操作与工艺人员提供一些指导与参考。

镁系CO_(2)电池系统对CO_(2)存储转化性能的影响研究

目前航运业能源消耗和碳排放日益严峻,为降低船舶温室气体排放,实现航运业碳减排中长期战略目标,CO_(2)捕集和封存技术(CCS)技术成为重要手段。然而该技术在液化和存储阶段存在能耗高、占据空间大,运输处理成本高等问题,因此开发低能耗、紧凑化CO_(2)储存技术是推动船舶CCS技术发展的关键。基于此,介绍了一种镁系二氧化碳电池系统,将CO_(2)转化利用,在实现CO_(2)储存的同时也能产生氢气等新型能源。通过高效催化电极的制备和电解液,CO_(2)流量对电池性能影响的测试研究,最终确定最佳的工艺参数为电极采用Pd/CeO_(2)-oct,电解质为0.5mol/LNaOH溶液,CO_(2)流量为1L/h,电池系统展现出在8mA/cm^(2)电流密度下循环600min(20个充放电循环)的高循环稳定性,产氢量为10.135mL,法拉第效率达到97.03%。

基于GEOS-Chem V12.6.3的全球CO_(2)浓度同化系统的构建

为了研究同化OCO-2卫星柱浓度(XCO_(2))数据对于全球CO_(2)浓度模拟的影响,本文基于GEOS-Chem V12.6.3,采用四维变分(four dimensional variational,4D-Var)的方法,构建了一个同化OCO-2卫星XCO_(2)数据的全球大气CO_(2)浓度同化系统。首先,采用有限差分法验证了观测算子、积云对流、行星边界层和平流4个伴随模块计算结果的正确性。然后,以2018年为例,设计了模拟和同化两个实验,并利用TCCON、地面和航飞3种独立的观测数据进行对比验证。结果显示,同化实验结果与TCCON、地面和航飞观测数据之间的平均误差分别为0.37 mL/m^(3)、0.41 mL/m^(3)和0.51 mL/m^(3),相比于模拟实验,分别改善了40.32%、42.25%和45.15%,表明了同化OCO-2卫星的XCO_(2)数据能显著提高对全球大气CO_(2)浓度模拟的准确性。

三种微藻对不同氮源去除率及CO_(2)固定效率的研究

水体污染和气候变暖是当今世界面临的重要环境问题,微藻同时具有净化水体及固定CO_(2)的能力,为探讨藻类对三种混合氮源的去除率及对CO_(2)的固定速率,本研究以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、绿球藻(Chlorococcum sphacosum GD)和普通小球藻(Chlorella vulgaris)为试验对象,接种于由尿素氮、硝态氮和铵态氮(质量浓度为247 mg/L)作为混合氮源的缺碳BG-11培养基中,在通入300mL/min的空气提供碳源的条件下研究微藻对不同氮源的去除率及CO_(2)的固定效率。结果表明,在混合氮源中,三种微藻对氮源的利用存在差异,铵态氮的吸收利用均受到抑制。斜生栅藻对尿素氮、硝态氮、铵态氮的去除率分别92.90%、79.28%、22.86%,对尿素氮的利用率最高;绿球藻分别为78.00%、80.10%和39.45%,普通小球藻分别为62.00%、81.04%、34.66%,绿球藻和普通小球藻均以对硝态氮的利用率最高。斜生栅藻、绿球藻和普通小球藻CO_(2)最大固定效率分别为0.125、0.142、和0.217g/(L·d),平均固碳速率分别为0.067、0.097和0.115g/(L·d),三种微藻固碳效率有所差异,普通小球藻固碳效率最高,其次为绿球藻,斜生栅藻最低。

CO_(2)气液两相小型膨胀机的研究进展

随着国际社会环境意识的提高,臭氧层破坏、温室效应问题受到持续广泛的关注,越来越多的学者将注意力集中于环保制冷剂。CO_(2)因简单易得、安全可靠、传热性能和流动性好等优点受到重视。本文对CO_(2)气液两相小型膨胀机的研究进展进行分析和总结,发现在循环中将节流阀换成CO_(2)膨胀机可有效提高系统的制冷效率,经过计算得到带膨胀机跨临界CO_(2)循环的制冷、制热效率分别比R134a循环高6.9%、4.6%,比带节流阀的循环高25.76%、16.17%;CO_(2)膨胀机的等熵效率越高,系统制冷、制热效率越大,若CO_(2)膨胀机的等熵效率大于32%,则带CO_(2)膨胀机的系统性能优于带回热器循环的系统性能。不同CO_(2)膨胀机由于结构不同导致效率、泄漏和摩擦损失不同,活塞式、转子式等膨胀机结构简单,但同时泄漏损失也较大;滑片式、旋转叶片式、涡旋式等膨胀机效率得到了很大提高,但其结构较为复杂,制造难度大,生产成本较高;同时对当前存在的一些问题提出了解决办法,如进行合理的设计减小泄漏与摩擦损失、将压缩功提供给压缩机、在膨胀过程中加入其他气体以及设计可调节膨胀比的CO_(2)膨胀机。目前CO_(2)膨胀机的研究基本集中于实验室,在工程中应用较少。因此未来应以实验和理论相结合,进一步研究CO_(2)膨胀机效率提升、关键零部件技术开发等问题。

液态空气储能与液态CO_(2)储能技术对比

为了解决压缩空气储能储气室容积大、成本高的问题,液态空气储能和液态CO_(2)储能得到了国内外广泛关注及研究。针对这两大储能系统,借助ASPEN PLUS软件搭建了热力学物理模型,并借助分析对两大储能系统进行热力学和关键参数敏感性研究分析。研究表明:液态空气储能系统损失主要发生在压缩机及蓄热蓄冷装置上,分别占比45.02%、37.61%。液态CO_(2)储能系统损失主要发生在低温膨胀机、压缩机及蓄冷蓄热装置上,分别占比26.99%、23.88%、30.41%。从电-电转化效率方面:在绝热条件下,两大储能系统由于在充放电过程能量消耗大,电-电转化效率都低于55%,相比液态空气储能,液态CO_(2)储能效率高。从系统成熟度方面:液态空气储能已得到工程应用,而液态CO_(2)储能还处于研究阶段,未得到工程化应用。从投资成本方面;液态CO_(2)储能单位千瓦投资成本高于液态空气储能约40%。

不同碳链长度咪唑啉缓蚀剂在CO_(2)驱采油环境中的腐蚀防护作用

目的合成制备适用于CO_(2)驱油环境中井筒材料的腐蚀防护的咪唑啉缓蚀剂,探究碳链长度对咪唑啉缓蚀剂腐蚀防护性能的影响机制。方法以辛酸、月桂酸、硬脂酸和二乙烯三胺等为原料,经酰胺化和环化后制备得到3种碳链长度(C7、C11和C17)的咪唑啉缓蚀剂。通过傅里叶变换红外光谱、量子化学计算、失重法、电化学方法以及表面观察技术,对合成缓蚀剂在CO_(2)驱油环境中对井筒材料的腐蚀防护性能进行了评价。结果红外测试观察到3种链长(C7、C11和C17)的咪唑啉缓蚀剂的特征吸收峰,表明3种链长咪唑啉缓蚀剂成功制备。量子化学计算表明,合成的C17咪唑啉缓蚀剂具有最优的供电子能力和最佳的疏水能力。腐蚀失重和电化学测试结果显示,所合成的3种不同碳链长度的咪唑啉缓蚀剂均对CO_(2)驱腐蚀环境中N80钢具有良好的腐蚀防护作用,随着缓蚀剂浓度的提升,其缓蚀效率逐渐增高。其中含有17个碳链的咪唑啉缓蚀剂(C17)在10 mg/L时缓蚀效率达到了90%以上。拉曼光谱观察到N80钢表面C=N和C—N的吸收峰,表明合成的3种缓蚀剂在N80表面上吸附。SEM结果发现,添加C17咪唑啉的N80表面腐蚀最为轻微,其腐蚀防护效果最优。结论合成的C17碳链的咪唑啉缓蚀剂具有优异的腐蚀防护效果,随着碳链长度的增加,碳链的推电子能力增强,使得咪唑啉缓蚀剂更容易在N80钢表面吸附,同时长碳链形成的缓蚀剂膜层也具有更好的疏水作用,导致咪唑啉中缓蚀剂越长其缓蚀效果越好。

液态存储跨临界压缩CO_(2)储能系统性能分析

为了深入研究能量密度高、受地理条件限制少的液态CO_(2)储能系统的性能,提出了一种新型液态存储跨临界压缩CO_(2)储能系统。该系统采用蓄能装置存储过程中产生的热能与冷能,同时利用高低压储罐以液态存储CO_(2),从而提高系统的储能效率和能量密度。对该系统进行了热力学分析与多目标优化,仿真结果表明:在典型设计工况下,蓄冷器、压缩机和膨胀机有较大的[火用]损,分别占总[火用]损的24.09%、25.40%和23.82%。参数分析表明:该系统的储能效率随高压储罐压力、低压储罐压力、泵增压、蓄热水分流比的增大先增加后减小,意味着这些参数存在最优值,但储能效率随节流阀压降的增加而减小;增加高压储罐压力、节流阀压降、泵增压或降低低压储罐压力有利于提升系统能量密度,并且存在最佳的蓄热水分流比使系统能量密度最大。此外,多目标优化结果表明,系统的最优储能效率和能量密度分别为58.79%和17.85k W·h·m^(-3)。