PAG润滑油对超临界CO_2换热性能影响的研究

综述了润滑油在气冷器中对超临界CO_2换热特性影响的国内外研究现状,进行了润滑油对超临界CO_2换热性能影响的实验研究,以实验装置为物理原型建立了换热模型,编写了模拟程序,并根据实验得到的结果验证了模拟程序,模拟得出:随着CO_2压力增大,油膜增厚,换热系数反而也增大;随着CO_2质量流量增大,局部换热系数增大。可通过在管道内促进形成无源扰动、管道中设置扰流原件,设计气冷器时适当缩小后半段CO_2换热管管径等方法强化换热。     

超临界CO2吸附效应对页岩地层井壁稳定影响研究

当利用超临界CO₂作为钻井液钻进页岩地层时，井壁稳定是重点关注问题。超临界CO₂与页岩相互作用复杂，而对于超临界CO₂吸附效应对超临界CO₂开发页岩油气资源过程中的井壁稳定性影响则研究较少。本文将超临界CO₂吸附效应对页岩变形和力学性质影响纳入到超临界CO₂渗流的多物理场耦合过程中，在超临界CO₂运输特性和热力学特性的基础上，构建考虑吸附效应的超临界CO₂钻井多物理场耦合井壁稳定模型。基于有限元数值计算方法，分析超临界CO₂钻进过程中的地层温度、孔隙压力和地层应力的时空分布规律，研究超临界CO₂吸附效应对井壁稳定性的影响。结果表明：超临界CO₂吸附效应引起的固体变形对地层温度和流体渗流没有明显影响；吸附效应对应力分布具有显著影响，吸附应变会使应力值增大，而吸附对弹性模量的影响则会使应力值降低；忽略吸附应变会小幅度低估井壁失稳风险，而忽略吸附对页岩弹...     

带喷射器的CO2热泵热水器的循环特性研究

设计了适用于CO2热泵热水器的喷射器。分析了喷射器内部CO2流体压力、速度的变化趋势。建立了基于等压混合理论的喷射器模型,并对带喷射器的CO2热泵热水器系统进行热力学计算和火用损失分析。对带喷射器的热泵系统和带热力膨胀阀的传统热泵系统进行性能比较。考查了喷射系数、气体冷却器出口温度、蒸发温度等参数对系统制热系数的影响。     

水泥项目的CO2减排理念和相应措施

在当今工业CO2减排任务中,水泥行业首当其冲,本文对中材建设有限公司总承包的三个项目最终数据分析,计算出CO2在各环节中的排放比例,结合当初项目的设计理念,提出减排的具体措施和途径。     

陆相页岩CO2压裂裂缝起裂和扩展特征试验研究

富含黏土矿物的陆相页岩气储层在传统水基压裂过程中易出现基质黏土吸水膨胀现象,降低页岩双重孔隙介质渗透特性,使得页岩气开采遇到一定的阻碍。因此,针对高水敏性页岩气储层,采用CO₂等无水压裂技术的特性研究显得愈发重要。采用延长陆相页岩和致密砂岩试样开展CO₂与清水室内压裂对比试验,揭示了CO₂压裂起裂及扩展特征。实验结果表明：CO₂压裂起裂压力远低于清水压裂,平均值仅为后者的60%;页岩丰富软弱层理面削弱最大主应力对主裂缝扩展的影响,导致沿层理面产生剪切裂缝;低黏度CO₂的高渗滤导致孔隙压力升高,并降低基质缺陷及弱面处的有效应力,有利于裂缝尖端沿着试样内部缺陷薄弱区域扩展,从而形成粗糙裂隙表面。可见,CO₂无水压裂技术适用于超低渗透性页岩气储层改造,研究结果可为水敏性陆相页岩气的现场压裂施工与参数优化提供支撑。     

CO2状态与各向异性对烟煤渐进破坏特征影响的实验研究

为探索CO₂驱替煤层气开采工程中储层的力学特性,对烟煤试样分别开展不同压力(4,6,8和12 MPa)下的CO₂吸附实验、巴西圆盘劈裂实验、低温氮吸附实验和断口分析,研究CO₂状态与各向异性对烟煤渐进破坏力学响应的影响。结果表明,烟煤的巴西劈裂强度(σ_t)和劈裂模量(E_T)受CO₂吸附作用影响均呈现先减小后增大的趋势,8 MP超临界态CO₂吸附作用使得σ_t与E_T降低幅度最大,分别为49.8%,33.9%。受各向异性影响,3种类型烟煤试样σ_t大小顺序为:Divider型>Arrester型>Short transverse型。随着CO₂压力增大,烟煤的破坏特征呈现出由突然失稳到渐进失稳再到突然失稳的转变规律。同时,CO₂吸附效应削弱了烟煤基质与层理面,导致各向异性烟煤的破坏轨迹随CO₂压力增大而...     

变电吸附在捕获烟气中CO2的应用

介绍了变电吸附的原理和特点,分析了变电吸附过程的影响参数(原料气的流速、电流/电压强度、能源强度和预热时间),阐述了变电吸附在CO2捕获方面的进展情况,提出了变电吸附未来的研究方向。     

CO2作为含水层压缩气体储能系统工作流体的数值模拟研究

含水层压缩CO₂储能是非常契合国家“双碳”战略的大规模储能技术,为进一步提高储能效率,本文重点研究含水层压缩CO₂储能系统运行过程,采用T2WELL/ECO₂N分析含水层压缩CO₂的周循环运行模式下的性能,包括含水层气相饱和度、含水层温度、井口压力、循环周期内的储能效率及不同含水层埋深情况下系统储能效率的变化情况。模拟结果表明：在初始气囊建立阶段,距离井筒最近处的气体饱和度最高,含水层温度最低,这是由于距离井筒越近,压力梯度越大,含水层中的水在压力梯度的作用下逐渐被CO₂驱替;在储能-释能循环阶段,由于含水层中固体颗粒物的阻碍和渗透性的限制,井口处的循环压力从13.94 MPa,逐渐增加到14.23 MPa,并呈周期性的变化。随着含水层深度加深,抽采出来的CO₂温度更高、密度更大,从而获得更多的能量,使储能效率从88.6%提升到95.2%,因此含水层越厚越有利于系统的安全稳定运行,但储能效率会随着循环次数的增加而降低。     

CO2相变致裂煤的纳米孔隙尺度改造效应

为探讨不同CO₂相变致裂压力对纳米孔隙的尺度改造效应及其对瓦斯(煤层气)运移的影响，开展120,150,185 MPa作用下的CO₂相变致裂煤体实验，综合采用高压压汞、低温液氮吸附、低温CO₂吸附孔隙结构参数测试方法，分析CO₂相变致裂后煤的大孔(>50 nm)–介孔(2～50 nm)–微孔(<2 nm)结构演化特征。结果表明：CO₂相变致裂对大孔和介孔具有扩孔效应；致裂后，大孔平均孔径与孔容大幅度增大，孔表面积降低；介孔平均孔径增大，孔表面积明显降低；孔隙连通性明显增强。CO₂相变致裂过程时间极短，高压气体优先选择裂隙和大尺度孔隙进行扩展，延伸至微孔时，衰减的压力不足以改造具有化学性质的微孔。CO₂相变致裂在大孔–介孔尺度的扩孔效应，随致裂压力的增大而增强；不同变质、变形程度煤的大孔–介孔–微孔发育存在差异；因此，研发“高致裂压力–长作用时效–大能量”的CO₂相变致裂器，有助于进一步增强CO     

地板送风系统中无量纲数对室内CO2浓度的影响

本文对地板送风系统进行数值模拟,通过分析室内温度场、速度场以及不同工况下CO2浓度随空间高度的变化,结果表明不同工况下的CO2排除效率有所不同,通过比较热长度尺度Lm/H和阿基米德数Ar与CO2排除效率的关系曲线,指出热长度尺度Lm/H与阿基米德数Ar都与分层高度有关,当阿基米德数Ar越小,CO2的排除效率变化越明显,当阿基米德数Ar很大的时候,CO2的排除效率几乎不变;而热长度尺度Lm/H不论变大还是变小,其CO2的排除效率都变化很明显。     

SiO2气凝胶制备技术及在建材中应用研究

介绍超临界和常压干燥制备SiO2气凝胶的工艺技术,对2种工艺制备的气凝胶性能指标进行了比较,结果表明,超临界干燥工艺制备的SiO2气凝胶产品性能稳定,但成本高;以水玻璃为原料,采用常压干燥工艺制备的SiO2气凝胶产品具有较好的性价比。并进一步分析了SiO2气凝胶在建材领域应用存在的问题及解决途径。     

低渗透油藏CO2混相驱过程中考虑对流扩散的流固耦合模型研究

为研究低渗透油藏中对流扩散和流固耦合对CO2混相驱油的影响,推导低渗透油藏CO2混相驱过程中多相多组分渗流场、对流扩散场和应变场三场全耦合控制方程,并给出求解方法。模型考虑对流扩散、混相和岩石骨架的应力–应变对整个渗流过程的影响,并对边界条件进行约束。应用建立的考虑对流扩散的流固耦合模型进行实例分析,结果表明:所建模型综合考虑对流扩散与流固耦合现象对渗流的影响,体现出模型与计算方法的实用性,并提高CO2混相驱的模拟精度,本模型计算结果与常规数值模拟结果具有一定的可比性。同时,通过界面张力、产能、混相区域等参数定量描述对流扩散现象对CO2混相驱的影响。