煤层液态CO_(2)爆破增透技术研究

为了强化煤层瓦斯抽采效果,采用数值模拟和工业试验相结合的方法,以霍尔辛赫煤矿作为研究对象,利用模拟软件构建了煤层液态CO_(2)气爆致裂数值模型,开展了布孔参数优化模拟研究。结果表明,CO_(2)爆破的致裂孔最佳布置间距为4.5 m,经布孔间距优化后,钻孔瓦斯抽采浓度提高了73.7%,抽采流量约提高5.1倍,取得了良好的瓦斯促抽效果。

润东煤业综放工作面CO_(2)爆破顶煤技术研究

针对润东煤矿放顶煤开采工作面推进后顶煤坚硬不易断裂并呈大块状态,无法进入后部溜槽的问题,结合CO_(2)预裂爆破的特点,在工作面两巷道距切眼20 m外使用炸药进行预裂爆破、工作面机头机尾段各15 m范围采用CO_(2)预裂爆破技术进行顶煤预裂爆破试验,并对现场实施过程中存在的问题进行了改进。通过在巷道两侧提前用炸药爆破和切眼范围内用CO_(2)预裂顶煤爆破两项措施的结合,CO_(2)致裂爆破区域支架后方顶煤大部分垮落。工作面煤块大块率由40%降低至5%,块煤基本可顺利进入后部溜槽,提高了煤炭回收率,经济效益显著。

基于FES技术的O_(2)/CO_(2)燃烧气氛下准东煤中不同类型碱金属盐的释放特性

O_(2)/CO_(2)燃烧技术被认为是一种清洁的燃煤发电技术,然而高碱准东煤燃烧过程中释放的大量碱金属通常是引起锅炉受热面积灰、结渣以及腐蚀的重要物质,严重危害了设备的安全稳定运行。因此,探讨O_(2)/CO_(2)燃烧气氛下准东煤中不同类型碱金属盐的释放特性对于煤炭的清洁高效利用具有重要意义。基于火焰发射光谱技术(FES),在金属丝网反应器上研究了煤粉燃烧过程中不同类型碱金属盐在O_(2)/N_(2)和O_(2)/CO_(2)两种气氛下的释放特性。结果表明:在O_(2)/N_(2)气氛下,挥发分燃烧会产生明亮的火焰;与O_(2)/N_(2)气氛相比,O_(2)/CO_(2)气氛下煤粉燃烧强度降低,火焰温度下降,着火时间延迟,挥发分和焦炭的燃烧时间延长,使得煤粉中气相Na的释放过程受到抑制。对于NaAc、Na_(2)CO_(3)和Na_(2)SO_(4)来讲,O_(2)/CO_(2)气氛延迟了其释放过程中质量浓度降低的时间,使煤粉中气相Na从开始释放就进入稳定释放阶段,气相Na质量浓度变化率波动不大;但NaCl会在释放的4 s左右质量浓度变化率变为负值,导致释放的气相Na质量浓度一直降低。同时CO_(2)气氛还会使得NaAc、NaCl等类型盐转化形成更难释放的Na_(2)CO_(3),进一步抑制气相Na的释放过程。而Na_(2)CO_(3)的质量释放率在O_(2)/CO_(2)气氛下也降低的主要原因则是CO_(2)抑制了Na_(2)CO_(3)向Na_(2)O的分解过程。Na_(2)SO_(4)则由于其本身释放就比较困难,因此其质量释放率降低的主要原因是燃料燃烧温度和强度降低导致的。

大气^(14)CO_(2)的加速器质谱分析技术研究进展

利用加速器质谱技术测定大气^(14)CO_(2)以示踪大气化石源CO_(2)成为当前减污降碳工作的热点。该文从加速器质谱14 C分析基础出发,系统介绍了加速器质谱的工作原理、大气样品的采集及纯化、石墨化样品的制备和测定,阐述了大气碳监测领域^(14)CO_(2)测试的研究进展。随着加速器质谱技术的不断发展,大气^(14)CO_(2)的研究将会更加广泛和深入,有助于进一步认识大气化石源CO_(2)的来源,更有针对性地开展减污降碳工作。未来应统一制定^(14)CO_(2)监测方法标准,规范操作流程和质控手段,完善实验仪器配套设施,加快提升监测能力和水平。

CO_(2)转化技术的环境和经济效益评价及未来发展趋势

2022年全球CO_(2)排放量约为360.7亿t,仅2.3亿t CO_(2)被捕获并利用,占比仅为0.64%。为了实现2060年的碳中和目标,CO_(2)排放量需降至50亿t,CO_(2)利用总量需达到12亿t,其利用占比将增至24%,提高CO_(2)利用水平迫在眉睫。碳捕集、利用与封存(CCUS)技术已经成为减少CO_(2)排放、应对全球气候问题最具潜力的技术选择之一,通过不同的技术路径将捕集的CO_(2)转化为具有高附加值的工业产品一直是学术界和工程界的研究重点和热点,但不同的转化技术对于CO_(2)减排的潜在贡献仍存在不确定性。对近年来CO_(2)转化技术的发展现状进行了系统的综述,聚焦于3种具有代表性的CO_(2)转化路径和产品,并结合工业应用案例,对不同技术路径和不同产品的环境影响和技术经济性进行了比较分析。CO_(2)的碳酸化、利用CO_(2)生产聚合物产品等路径具有较高的碳负排放潜力,对于减少总体CO_(2)排放具有重要意义。

MgO基CO_(2)吸附剂成型技术研究进展

碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是缓解温室效应的有效途径。使用固体吸附剂捕集CO_(2)是减少CO_(2)排放的可靠途径之一。在各种固体吸附剂中,MgO基吸附剂由于具有来源广泛、再生温度低以及理论吸附容量高的特点备受关注。但成型后的MgO基吸附剂颗粒面临着机械强度低、稳定性差和极易逸出反应器等问题,难以在工业中被广泛应用。重点总结了不同成型方法以及成型工艺条件对MgO基吸附剂的CO_(2)吸附性能的影响。在MgO基吸附剂成型时,颗粒尺寸较小的吸附剂的碳酸化速率较快,磨耗率较低。添加适量成型助剂和蒸汽可以改善吸附剂颗粒的化学性能和机械强度,但较高的煅烧温度会加剧吸附剂颗粒的烧结和磨损。今后,MgO基CO_(2)吸附剂成型技术的研究重点应以简单的工艺、低成本和良好的循环稳定性为立足点,制备既具有良好CO_(2)吸附性能,又具有良好机械性能的吸附剂颗粒应用于工业化CO_(2)捕集。

工业烟气CO_(2)的排放特征、测试及捕集技术研究

CO_(2)是主要的温室气体,减排CO_(2)应对气候变化已成为国际共识,工业烟气是重要的人为CO_(2)排放源。对工业烟气CO_(2)的排放特征、主要测试及治理技术进行了系统的分析和研究:电力、钢铁、水泥等工业行业排放烟气中CO_(2)浓度分别在9.7%~15%、2%~28%、11%~29%;CO_(2)测试技术主要有非分散红外吸收法、气相色谱法、光谱法、化学吸收法等,其中,非分散红外吸收法在国内外应用最为成熟,是目前主流的固定源CO_(2)测试技术;CO_(2)捕集技术主要有吸收法、吸附法、膜分离法、深冷法等,其中,化学吸收法广泛用于低浓度CO_(2)烟气(体积浓度≤30%)捕集。研究结果可为后续工业大幅降碳提供借鉴。

基于专利数据的CO_(2)捕集工艺节能降耗化学吸收剂的技术研发方向研究

CO_(2)捕集技术是CCUS工艺系统中最关键的环节,化学吸收法是发展最为成熟的燃烧后CO_(2)捕集方法。本文从CO_(2)捕集工艺节能降耗化学吸收剂的角度,采用专利定量方法对CO_(2)工艺节能降耗化学吸收剂技术发展以来的国内外专利进行分析,对全球与中国专利申请宏观态势、专利技术情况、各国专利技术流向等进行了研发阶段的专利导航,以期为国内相关研究人员在专利技术布局、专利竞争态势等方面提供专利申请建议。

少水胺吸收剂CO_(2)捕集工艺的中试试验与技术经济性评价

化学吸收法是现阶段燃烧后CO_(2)捕集大规模应用的主要技术路线,但其运行和投资成本高是技术难题。该文采用基于有机胺构效关系开发的低再生能耗少水胺吸收剂,在真实燃烧后烟气条件下的中试平台上,试验研究少水胺吸收剂的CO_(2)捕集率、再生能耗、挥发性胺排放等性能,并通过流程模拟与成本测算,评估技术经济性。中试结果表明,烟气流量为260~280 m^(3)/h,CO_(2)浓度(干基)约12%,少水胺体系(水质量浓度约15%)实现稳定运行,CO_(2)捕集率高于90%,再生能耗低至2.35 GJ/t CO_(2),胺挥发排放较高(约110~380 mg/m^(3))。在Aspen Plus建立10000 m^(3)/h烟气CO_(2)捕集工艺流程,相比常规一乙醇胺(monoethanolamine,MEA)工艺,少水胺工艺系统的投资成本降低12%,运行成本降低20%。该少水胺吸收剂具有CO_(2)捕集率高、再生能耗低、系统投资和运行成本低等优势,有望在工业示范中应用。该文研究结果可为万t级/年CO_(2)捕集示范工程的设计提供一定依据。

膜法CO_(2)捕集技术的应用研究进展

碳捕集技术是实现碳中和与碳达峰目标的重要技术手段之一。目前CO_(2)捕集方法众多,其中膜分离法因占地少、成本低、操作简单且绿色环保等优点,具有广泛的应用前景,因此引起国内外研究者的广泛关注。首先总结了高性能CO_(2)膜分离材料的种类和结构特点,详细介绍了三类膜材料相应的CO_(2)传递机理和目前主要的应用研究方向。其次,概述了两种CO_(2)分离膜技术的理化特点,详细介绍了中空纤维膜和平板膜及其膜组件的应用领域。最后,对膜法捕集技术目前存在的问题以及未来提高膜法CO_(2)捕集能力的研究方向提出总结和展望。

油气藏型储气库CO_(2)腐蚀防护技术研究

国内外绝大多数地下储气库由枯竭油气藏改建而成,采气期采出天然气中通常含有液烃、水和CO_(2)。CO_(2)在湿气环境中具有腐蚀性,会对采气集输管线和设备造成一定程度的内腐蚀。为做好油气藏型储气库CO_(2)腐蚀防护,最大程度减缓CO_(2)腐蚀对采气系统造成的不利影响,延长储气库服役寿命,通过对储气库采气系统CO_(2)腐蚀规律和各种腐蚀因素进行研究分析,对比分析不同腐蚀防护技术和手段,明确了油气藏型储气库更适合通过加注缓蚀剂对CO_(2)腐蚀进行防护。以辽河雷61储气库第一个采气期为例,定期化验监测CO_(2)摩尔体积分数、计算CO_(2)分压,依据规范要求,及时调整缓蚀剂加注量。采气期结束对腐蚀挂片和电子监测探针数据进行分析评价,显示缓蚀剂动态加注取得了良好防护效果。该研究可为类似工艺情况提供借鉴。

优化HPPO装置工艺技术降低CO_(2)排放

采用中国石化的全套过氧化氢直接氧化制环氧丙烷(HPPO)专利技术以及中国石化长岭分公司的工业HTS催化剂,以400 kt/a的HPPO装置为例,在反应温度25~90℃、反应压力0.2~3.4 MPa、丙烯质量空速0.4~8.0 h^(-1)、甲醇/过氧化氢摩尔比4~20、丙烯/过氧化氢摩尔比1.2~10.0、pH=8.7~9.7的范围内,采用Aspen Plus软件对HPPO装置的环氧化反应单元的CO_(2)排放量进行计算。计算结果表明,改变反应温度和反应压力影响CO_(2)排放量,CO_(2)排放量由高到低,达到最低值后,由低到高;CO_(2)减排量为687.91~2942.59 t/a;各参数对CO_(2)减排量的影响程度从大到小依次为反应温度和反应压力、甲醇/过氧化氢摩尔比、丙烯/过氧化氢摩尔比、丙烯质量空速、pH。

基于双通道检测技术的非分光红外CO_(2)传感器设计与研究

针对传统红外气体传感器气室与信号处理模块分离存在体积大、灵敏度差的问题,基于非分光红外双通道检测技术,设计了一种小体积、高精度的红外CO_(2)传感器。首先,对反射型气室进行光线追迹仿真,保证热释电探测器受到的红外辐射和气体吸收光路长度满足要求。同时,设计了可靠的光源驱动电路、带通放大电路;对传感器的温度漂移特性进行讨论,建立温度补偿算法模型。在温湿度箱中标定红外CO_(2)传感器参数,通过拟合曲线得到常数a和n,以及温度补偿系数β。经过实验测试表明,该红外CO_(2)传感器测量误差小于真值的±5%。

CO_(2)吸附捕集技术研究综述

随着全球气候变化问题引起广泛关注,CO_(2)的减排成为全球共同的挑战,我国提出了“碳达峰,碳中和”的目标。CO_(2)捕集技术作为一种重要的CO_(2)减排方法,近年来受到了越来越多的关注,在多个领域和行业中实现了应用,其中吸附法的应用最为广泛。本文对CO_(2)吸附捕集技术的吸附原理、应用领域、应用条件、应用方法以及具备的优势和挑战进行综述,分析不同行业CO_(2)排放的原理、排放的温度、压力以及气体组分,并对比不同行业热门吸附剂的优缺点,为进一步研究和开发CO_(2)吸附捕集技术提供参考。

超临界CO_(2)驱替技术在稠油油田后期开发中的优化与应用研究

探讨了超临界CO_(2)驱替技术在稠油油田后期开发中的应用与优化。通过对P油田地质特征、储层属性及驱替前后采收率的比较,发现该技术显著提高了采收率,从10%~15%提升至30%~45%,日产量增加了30%~50%。此外,CO_(2)驱替还具有显著的环境效益,能够封存50%~75%的注入CO_(2),减少温室气体排放,同时对油田及周边环境的影响包括降低空气污染和保护生态系统。研究表明,超临界CO_(2)驱替技术不仅提升了稠油采收率,还具备较好的环境保护优势。

海上油田层内生成CO_(2)工艺分流多氢酸解堵技术的研究

针对渤海油田部分储层非均质性强、常规笼统酸化无法有效启动低渗层的问题,提出一种层内生成CO_(2)分流多氢酸解堵技术,综合利用封堵性能评价、理化性能评价、酸液性能评价及岩心驱替实验,研究了层内生成CO_(2)体系的封堵能力和多氢酸解堵体系的解堵能力。研究结果表明:渗透率级差小于7.8时,层内生成CO_(2)体系生成的CO_(2)泡沫具有良好的封堵效果,可有效封堵高渗层,提高后续酸液进入低渗层的比例。多氢酸解堵体系沥青质溶解速率为7.2755 mg/(mL·min)、溶蜡速率为0.599 mg/(mL·min),酸化后岩心渗透率恢复率为200%。矿场试验结果表明措施后油井产液量增幅达到90%。该技术施工简单、使用设备少、对储层无伤害,对海上油田解堵具有很好的借鉴意义。

突出煤层回采面CO_(2)致裂二次增透后高效回采技术研究

天池煤矿15号煤层瓦斯含量高,难抽采,在回采割煤时,存在瓦斯超限隐患,且一个割煤循环需要6h以上,严重制约了工作面的回采速度。为提高开采效率,利用CO_(2)致裂煤岩的技术方法,提出了突出煤层回采面CO_(2)致裂二次增透高效回采技术。通过试验发现:CO_(2)致裂后,瓦斯涌出量平均减少了16.7%,并能实现密集钻孔条件下的瓦斯高效抽采,提高回采速度。割煤速度从致裂前2.11~2.91刀/d提高到3.38~4.59刀/d,平均提高了1.63倍。

CO_(2)驱油技术在深层油藏中的应用与效果评估

文章探讨了CO_(2)驱油技术在深层油藏中的应用与效果评估。CO_(2)驱油技术是一种环保且高效的增产方法,通过注入CO_(2)气体来提高原油采收率。深层油藏的特殊地质条件对CO_(2)驱油技术的应用提出了挑战,但也提供了巨大的潜力。基于此,分析了CO_(2)驱油技术在深层油藏中的适用性,研究了注入压力、温度、地层渗透性等因素对其效果的影响。结果显示,CO_(2)驱油技术在深层油藏中可以显著提高采收率,减少地下储层的残余油。此外,还讨论了技术的经济可行性和环境影响,并提出了进一步研究和改进的建议。

海上CCS项目CO_(2)在线监测技术研究

通过对海上CO_(2)捕集与封存(CCS)项目设施环境CO_(2)监测的必要性以及国内外CCS项目CO_(2)监测现状进行分析,聚焦海上CCS项目设施环境CO_(2)浓度实时监测需求,兼顾经济性、准确度和功能需求,完成了常用CO_(2)传感器的监测原理分析对比,结合海上平台设施复杂的环境特点提出了监测设备布置建议以及有线/无线双传输模式选取方法。从设备选择、数据传输、系统架构与安全以及系统应用功能几个方面,进行了CCS项目海上设施环境CO_(2)在线监测系统的设计。未来应对海上CCS项目环境CO_(2)在线监测系统引入更多先进的监测技术和多维度的监测参数,以实现整个封存区域的实时监测及预警。

双孔腹腔镜下CO_(2)气腹、悬吊技术治疗对高位直肠癌术后疼痛及并发症的影响

目的:研究双孔腹腔镜下CO_(2)气腹、悬吊技术治疗对高位直肠癌术后疼痛及并发症的影响。方法:选取2021年1月至2022年12月于上饶市第二人民医院接受手术治疗的高位直肠癌患者86例。根据手术方法不同分为对照组42例(行双孔腹腔镜下CO_(2)气腹)和实验组44例(行双孔腹腔镜下悬吊技术)。对比两组手术围术期指标、视觉模拟(Visual Analogue Scale,VAS)评分、肠道黏膜损伤程度、并发症发生情况。结果:实验组临床总有效率高于对照组(P<0.05)。术后6 h、12 h、24 h、48 h实验组VAS评分均低于对照组(P<0.05)。对照组术后肠道黏膜损伤程度明显高于实验组(P<0.05)。实验组并发症发生率明显低于对照组(P<0.05)。结论:双孔腹腔镜下悬吊技术在高位直肠癌根治术中在比双孔腹腔镜下CO_(2)气腹临床效果更佳,术后疼痛更轻,且具有一定的安全性。