超临界CO_2技术在能源领域的若干应用

清洁生产和节能减排是可持续发展的必由选择,超临界CO_2作为一种绿色溶剂得到广泛应用,也是研究热点。本文较为系统地总结了近年来超临界CO_2技术在页岩气开采、高效清洁驱油、热力循环发电等方面的研究与应用,分析了研发现状和技术经济性,指出了存在和亟待解决的问题,并提出了一些方法设想,将模拟计算与物理实验相结合进行研究。     

超临界CO2萃取天然香料的研究进展

超临界萃取技术是一种新兴的分离技术，论述了超临界流体萃取技术的重要性，对超临界流体萃取技术在天然香料提取方面的最新应用研究进行了总结，对天然香料超临界萃取的数学建模进行了综述，其中包括收缩核模型、多孔球DDD模型、微分质量守恒模型等。     

超临界压力流体在多孔介质内对流换热研究进展

超临界压力流体在多孔介质内的流动换热问题在动力工程、化学工程、航天航空等领域的应用非常广泛,它是超临界CO_2气冷堆、太阳能热发电系统、超临界压力流体对高温壁面的发汗冷却等工程设计优化的理论基础。分别从实验研究和数值模拟两个方面,详细阐述了多孔介质内超临界压力流体流动换热的研究进展,指出了准临界温度附近强烈物性变化、多孔结构迂曲流动通道、浮升力等因素对换热通道局部对流换热性能的影响规律是深入研究的关键问题。另外由于高温高压实验难度大、数据处理方法较复杂,多孔介质内超临界压力流体与固体骨架之间的内部对流换热系数实验研究非常少,致使局部非热平衡模型在多孔介质内超临界压力流体流动换热数值模拟的应用受到限制,因此同时加强超临界压力流体在多孔介质内流动传热的局部对流换热性能和内部对流换热性能研究,对于多孔介质结构传热性能评价和工业应用关键设备的设计优化具有指导意义。     

超临界CO_2钻井井筒内流动参数变化规律

优选适用于超临界CO_2钻井井筒温度和压力条件下的CO_2物性参数计算方法,基于井筒中CO_2的物性变化规律,以比焓为研究对象,建立超临界CO_2钻井井筒流体流动控制方程组,分析超临界CO_2流体物性参数变化对井筒内流动规律的影响。计算结果表明:在超临界CO_2钻井井筒温度和压力条件下,采用Span-Wagner方法和V-W方法计算CO_2的物性参数平均计算误差最小,分别在0.5%和1.5%以内,相对于其他方法计算精度更高;随井深的增加,钻杆内和环空中CO_2密度、黏度和导热系数逐渐减小,比热容先增大后减小;受物性参数变化的影响,环空流体流速和动能沿井深逐渐增大,携岩能力逐渐增强,流体压力沿井深的变化趋势呈非线性;忽略密度、黏度、比热容、导热系数等物性参数的变化会导致CO_2携岩能力、井底压力和井筒温度分布的计算误差,算例中各误差分别在10.7%、7.9%和1.1%以内。     

超临界CO2水平直管内冷却换热的数值模拟

为了提高CO_2热泵的传热性能,基于Fluent的数值模拟方法研究了超临界CO_2在水平圆直管内的换热特性。采用标准k-ε湍流模型对超临界CO_2流体在内径为4 mm、长度为2 000 mm的水平圆管内的冷却换热进行了数值模拟,主要探究了超临界CO_2流体在管内冷却条件下的温度场分布以及传热系数的变化规律,并研究了CO_2质量流量及进口温度对管内传热性能的影响。模拟结果表明:超临界CO_2的传热系数随质量流量的增加而变大,质量流量增加100 kg/(m~2·s~2),平均传热系数增加约为12%;随着制冷剂进口温度的增加,管内平均传热系数变小,但局部传热系数的最大值并不会发生改变,只会使其出现的节点延后。研究结果可为水平直管在CO_2热泵中的应用提供理论与数据支持。     

超临界流体干燥法制备医用纳米羟基磷灰石

应用超临界流体干燥法制备医用纳米羟基磷灰石.以 Ca(NO3)2·4H2O和(NH4)2HPO4 为原料,采用超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米羟基磷灰石,并用 XRD,TEM,FTIR等手段进行了表征.超临界干燥法制备的羟基磷灰石具有结晶性好、分散性好、尺寸分布均匀,呈针状结晶,长度为 100~200 nm,宽度 10~15 nm.用溶胶凝胶结合超临界流体干燥法可以制备出颗粒大小均匀、分散性好的纳米羟基磷灰石.     

超临界流体技术在环境保护中的应用

20世纪70年代末兴起的超临界流体技术,近年来发展迅速,被广泛应用于化工、食品、生物等领域。将超临界流体技术用于环境保护则是一个新兴的研究方向。文章简明阐述了超临界流体技术的基本原理及其在环境保护方面的应用。     

红外干燥在溶胶-凝胶法制备纳米TiO2中的应用

在溶胶-凝胶法制备纳米TiO2的过程中，分别采用红外干燥（IFD）和超临界流体干燥（SCFD）技术对生成的凝胶进行干燥，采用XRD、SEM、BET对样品进行表征．测试结果表明，两种干燥方法制备的样品在形貌、晶相、晶粒大小等方面一致．但利用红外辐射技术干燥纳米TiO2可以简化制备步骤、缩短干燥时间、降低生产成本，优于SCFD技术．     

超临界CO2流体萃取药用植物有效成分的研究进展

综述了十几年来超临界流体萃取技术在天然药用植物有效成分提取与分离的研究情况，阐述超临界CO2流体萃取技术在天然药用植物有效成分提取中应用的优越性展望了超临界CO2流体萃取技术其应用前景。     

超临界流体萃取分离技术及其应用

超临界流体具有独特的物理性质,是一种环境友好的绿色溶剂;超临界萃取技术是一种新型、清洁、高效的绿色分离方法、绿色工艺.文章从超临界流体的基本特性、临界流体萃取技术的基本原理与特点、超临界流体的主要类型、超临界流体该技术在中医药、天然产物中的应用等方面进行了概述了,并对超临界萃取技术的应用前景进行了展望.     

页岩气藏超临界CO_2致裂增渗实验装置研制

页岩气储层水力压裂过程会消耗大量的水资源,超临界CO_2由于其兼具气体的流动性和液体的高密度特性,能够代替清水实施压裂,展示了非常好的应用前景。基于此,提出了超临界CO_2致裂页岩增加储层渗透性的思路,并自主研制了相应的实验装置。该装置主要由CO_2增压系统、三轴加载与控制系统、油浴温度控制系统、声发射监测系统等6部分组成,其轴压控制范围为0~100 MPa,围压控制范围为0~15MPa,最高加热稳定温度为100℃,试件尺寸为100 mm×200 mm。该装置能够对CO_2相态进行精确控制,并对页岩破裂过程应力-应变关系、压力、温度、声发射信号等数据进行实时采集,获取多场(地应力、温度、压力)耦合条件下超临界CO_2致裂过程页岩气储层渗透率动态变化规律,为超临界CO_2致裂增加页岩气储层渗透率机理的研究提供实验平台。     

超临界CO_2输送管道中水合物颗粒运动模拟

CO_2管道输送是CCUS技术的必要环节。我国CCUS项目中CO_2主要来源于碳捕集技术,CO_2流体中存在各种杂质。含杂质超临界CO_2的特性,使得管道运输超临界/密相CO_2存在较大风险。本文基于延长油田液态CO_2管道输送可行性研究,探讨水合物颗粒运动特性。使用FLUENT数值模拟软件中DPM模型,探究水合物颗粒在超临界/密相CO_2的水平输送管道、不同倾角斜直管道中的运动。结果发现水合物颗粒流动主要受CO_2流体湍动作用的影响,造成水合物颗粒在整个管壁的碰撞,从而形成对管壁的冲刷,其运动受粒径、体积分数影响较小。对斜直管道的计算结果表明大倾角管道对水合物颗粒运动的影响较大。     

深部咸水层CO2地质封存对地层压力环境的影响

针对深部咸水层CO_2地质封存过程中流体的运移和压力的传递现象,利用美国Frio地区的CO_2咸水层封存试验实测数据,建立二维多岩相结构模型,模拟分析CO_2地质封存中CO_2注入阶段岩石孔渗性能的变化特征、岩层压力增加的变化特征以及CO_2羽流的演化规律。结果表明,超临界CO_2在驱替咸水溶液的过程中形成类似漏斗状的扩散晕,蒸发作用产生的盐沉淀主要位于井附近的单气相区,随着盐沉淀的增加,井周围的渗透率降低、压力积聚;盖层渗透性提高避免了储层内部出现过大压力,但却增加了泄漏的可能性。     

马尾松木材的透气性对高温干燥速度的影响

对马尾松木材的横向渗透性进行了测量 ,讨论了马尾松木材的渗透性与高温干燥中水分迁移的关系 ,认为在高温干燥过程中 ,纤维饱和点以上木材的渗透性对干燥过程中水分迁移速度的影响最大 ,纤维饱和点以下木材的渗透性对干燥过程中水分迁移速度的影响较小     

超临界萃取技术在中药材有效成分提取中的应用

介绍了超临界流体萃取技术的基本原理及优势,并阐述了超临界CO2萃取技术在中药材有效成分提取方面的应用和局限性。     

超临界CO_2脱卵黄油及卵黄磷脂提取的研究

对超临界CO_2流体萃取卵黄磷脂及其机制进行了研究,超临界CO_2在丙酮和瓷粉作用下,在35MPa、40℃条件下萃取3h,可脱除蛋黄粉中98.6％的卵黄油。在40MPa、50℃条件下,用10wt％乙醇夹带,卵黄中磷脂的提取率最高,为27.28％。     

超临界CO_2萃取玉米须的实验研究

本文研究了超临界CO_2萃取玉米须化学成分的萃取操作条件,重点考察了萃取温度、萃取压力、萃取时间对萃取率的影响,结果发现:超临界CO_2萃取玉米须的较佳萃取操作条件是萃取压力为30MPa左右,萃取温度为30℃左右,萃取时间为2h左右;影响超临界CO_2流体萃取化学成分的影响因素主次顺序为萃取压力、萃取温度、萃取时间。     

超临界CO_2萃取玉米须的实验研究

本文研究了超临界CO_2萃取玉米须化学成分的萃取操作条件,重点考察了萃取温度、萃取压力、萃取时间对萃取率的影响,结果发现：超临界CO_2萃取玉米须的较佳萃取操作条件是萃取压力为30MPa左右,萃取温度为30℃左右,萃取时间为2h左右;影响超临界CO_2流体萃取化学成分的影响因素主次顺序为萃取压力、萃取温度、萃取时间。     

不同提取方法对五味子中木脂素成分提取率的影响

目的比较3种不同方法提取五味子中木脂素类成分的含量.方法分别用大孔吸附树脂法、超临界CO_2流体萃取法和超声提取法对五味子中木脂素成分进行提取,采用高效液相色谱法测定五味子中7种主要木脂素的含量.结果大孔吸附树脂法、超临界CO_2流体萃取法和超声提取法的五味子木脂素提取率分别为1.09%,1.89%和1.80%.结论通过对比发现,3种提取方法中超临界CO_2流体萃取法提取的北五味子木脂素含量较高.     

超临界流体技术及其应用

超临界流体具有许多独特的挂质，这决定了其广阔的应用前景。本文综述了超临界流体技术在分离、分析、生物工程、材料制备等方面的应用现状。