二氧化碳气体的特点篇1
关键词：超临界二氧化碳管道输送杂质
一、前言
二氧化碳作为第一大类温室气体对环境的影响极大，稳定甚至减少向大气中排放是有其必要性的。二氧化碳输送系统是连接回收与永久储存地点的一个重要环节。通常情况下，由于二氧化碳注入地点一般远离其回收地点，采用管道输送方式是最有效的输送方式[1]。
纯二氧化碳通过管道输送时，其状态主要有气态、液态和超临界状态。气态输送由于介质密度低、管输压降高、管道口径大，显然不利于管道输送[2]。液态输送由于介质随着管输压力降低，容易进入气液两相区而导致摩阻增大，且介质注入管道需要二次加压，亦不利于管道输送。超临界二氧化碳具有黏度小，比重低，管道输送沿程摩阻极小，消耗的动力相应也少，经济性好，而且超临渗透能力强，溶解性好等特点，这种物理性质上的变化使其更有利于管道输送。
二氧化碳管道输送广泛采用的操作压力是7.4～21mpa[3]，在此压力范围内，当温度超过30.95℃时，二氧化碳处于超临界状态。本文从二氧化碳物理性质入手，运用Hysys油气加工模拟软件研究其在超临界状态时的变化情况，结合水力、热力计算并运用pipephase油气管道软件，得出不同条件下输送二氧化碳的管道特性，从而起到指导生产实际的作用。
二、超临界二氧化碳物理性质
当压力高于7.37mpa，温度高于31.05℃的超临界流体状态[4]是指气体在高压下的分子形态变得和液体形态一样的紧密，具有很高的密度，但是像气体一样易于流动，适用于管道输送。因此管道长输过程中，二氧化碳易受环境温度和压降的影响而出现相态变化，易达到超临界状态。这是因为超临界二氧化碳的溶解能力远高于气态，且其扩散系数远超液体状态，可较快渗透到其他体系内部。
1.二氧化碳的密度特性
在压力相同的条件下，二氧化碳密度随着温度的上升而降低；在温度相同的条件下，二氧化碳密度随着压力的上升而增大。当温度、压力增大到一定值时，二氧化碳密度大于水的密度，最大值高于1200Kg/m3。当处于超临界二氧化碳区域内，二氧化碳的密度随着压力或温度的较小变化而发生较大的变化。
2.二氧化碳的粘度特性
通过Hysys软件计算得出二氧化碳粘度随温度和压力曲线如图3所示，可知：
图3二氧化碳粘度变化曲线
当压力低于7.37mpa时，在相同的温度条件下，超临界二氧化碳的运动粘度较气态大；当压力超过7.37mpa时，运动粘度明显减小，与气体状态相近。
3.二氧化碳的比热特性
通过Hysys软件计算得出二氧化碳粘度随温度和压力数据如图4所示，可知：
图4二氧化碳质量热容变化曲线
当二氧化碳处于非超临界状态时（压力低于7.37mpa、温度低于30.95℃），质量热容为1～4kJ/（kg·℃）。但当二氧化碳处于超临界状态时，其质量热容急剧增加，峰值达到14.2kJ/（kg·℃）。较大的质量热容将导致温度变化减小，故相比于气态和液态二氧化碳输送管道，超临界二氧化碳输送管道的温度受外界环境的影响更小。
综上可见，与气态和液态二氧化碳相比，超临界二氧化碳的密度相对较大，粘度、摩擦阻力、温度敏感度相对较小，因此更利于二氧化碳的管道输送。
三、超临界二氧化碳管道输送计算模型与公式
通过对塔里木阿克气田分离出的二氧化碳，运用Hysys和pipephase软件模拟二氧化碳的输送过程。计算软件中选择pR状态方程来计算Co2的pVt性质计算。
表1阿克气田二氧化碳管道输送外部条件
在正常油气田生产过程中，管道内部的沿程摩阻可利用达西公式（Darcy-weisbach）计算：
式中：hl-沿程摩阻损失，m；
-水力摩阻因数；
L-管道长度，m；
d-管道内径，m；
V-管内流体流速，m/s；
g-重力加速度，取9.8m/s2。
压降p可按公式计算：
式中：p-压降，pa；
-管内流体密度，kg/m3；
压降p用Co2摩尔流量表示如下：
考虑高差变化时，管道的压降p可按下式计算：
式中：H-管道首末端高度差，m；
公式中前一项是由摩阻引起的压降，后一项是由高差引起的压降。取超临界状态二氧化碳输送管道入口条件：压力16mpa，温度50℃。下面是通过用Hysys和pipephase软件模拟相同的外部条件（表1）下，仅改变二氧化碳本身的压力和温度，研究其在不同状态下的管输压降、温度和热损失参数与管道长度的关系。
1.出口压力与管道长度的关系
图6出口压力与管道长度变化曲线图
根据Hysys软件的模拟计算可知，随着管道长度的增加，出口压力逐渐降低，且与管道长度成直线关系，如图6所示。
2.出口温度与长度的关系
图7出口温度与管道长度变化曲线图
管道内二氧化碳初始温度为50℃，环境温度5℃。根据Hysys软件的模拟计算可知，随着管道长度的增加，出口温度逐渐降低，并最终接近于环境温度。由此可知，超临界二氧化碳输送，需要保证出口温度不低于31.04℃，如图7所示。
3.压降与管道倾角的关系
图8压降与管道倾角变化曲线图
通过首末端的高度差反映管道的倾角，由图8可知，当管道上倾时，随管道倾角的增加压降也逐渐增大；当管道倾角为零时，压降不为零；当管道下倾时，随着倾角减小到某一值，超临界二氧化碳变成等压输送。
五、结论
1.超临界二氧化碳相对于气态、液态二氧化碳，具有密度大、粘度小、管道沿程摩阻小等特点，因此采用超临界二氧化碳输送最为经济；
2.超临界二氧化碳输送过程中的压降随管道长度、管道倾角的增加而增加，管道出口温度随着管道长度的增加而降低，并最终接近于环境温度。
参考文献
[1]叶建，杨精伟.液态二氧化碳输送管道的设计要点[J].油气田地面工程，2010，29（4）：37-38.
[2]吴暇，李长俊，贾文龙.二氧化碳的管道输送工艺[J].油气田地面工程，2010，29（9）：52-53.
[3]albertom，timH，JeremyJC.Co2transportationforcarboncaptureandstorage：Sublimationofcarbondioxidefromadryicebank[J].internationalJournalofGreenhouseGasControl，2008.
[4]杜磊，湛哲，龙，等.大规模管道长输Co2技术发展现状[J].油气储运，2010，29（2）：86-89.
作者简介：张健（1989.04）性别：男民族：满籍贯：辽宁助理工程师，本科学历，新疆石油勘察设计研究院天然气工艺所，从事油气集输、天然气加工工艺设计。
二氧化碳气体的特点篇2
关键词二氧化碳；低温储运；槽车槽船；安全
中图分类号U41文献标识码a文章编号1674-6708（2011）48-0112-02
二氧化碳作为一种重要的工业产品，广泛应用于化工、焊接、铸造、保鲜等领域，随着社会需求的增加正日益受到重视。二氧化碳的储运以液相为主，分为常温高压气瓶和低温低压储罐。目前已广泛采用低温储运技术，储运温度为-20℃~-30℃，压力1.5mpa~2.5mpa，与常温气瓶方法相比，这种方法存在充装速度快，运输效率高，操作简便和污染环境小等优点。
经过多年的开发与研究，江苏华扬液碳有限责任公司已经掌握了二氧化碳分离与提纯的一系列有效手段，在二氧化碳的低温低压储运方面也取得了较大的突破，积累了丰富的实践经验。
1二氧化碳低温液化储存
1.1二氧化碳的临界性质
二氧化碳的临界温度为-31.16℃，临界压力为7.16mpa。在临界温度以上，不管施加多大的压力，都无法使气体液化，故而要想实现二氧化碳的液化储存，必然要使用到低温液化的方法。
1.2二氧化碳的液化储存
当气体二氧化碳被加压到临界压力之上，并冷却至临界温度之下时就开始液化。在实际工况中，二氧化碳液化过程的实质就是对二氧化碳气体同时进行加压和冷却，使其迅速液化的过程。根据二氧化碳在不同的温度下具有不同的饱和蒸汽压的性质，可得温度和压力这两个状态函数之一处于一般状态下，而来强化另一个状态函数，以便在工业中能够更加的实现液化过程。这样就出现了目前在工业生产中采用的低温液化和高压液化两种液化过程。
对于高压液化的液体二氧化碳，应采用中高压的储存容器；而低温液化的液体二氧化碳，可采用中低压的储存容器，但其对应的设计温度较低，容器也应选用低温板材。
目前，在二氧化碳提纯装置中，为提高制冷效率，二氧化碳可在制冷机组的空调工况下液化，液化温度在0℃以上，对应的工作压力相对较高。而在液体二氧化碳的成品储存和运输过程中，多使用低温储运的方式，一般情况下二氧化碳的工作温度为-20℃，容器的设计压力为2.5mpa。
结合笔者多年来在二氧化碳低温储存方面所做的研究探索以及实践经验，在保证低温液体二氧化碳储存方面应注意以下几点：
1）江苏华扬液碳有限责任公司目前使用的二氧化碳储存容器主要有500m3球罐，120m3槽罐和73m3槽罐，其使用压力为1.3mpa~2.0mpa，温度为-20℃左右，故而罐体的选材需要特别选用低温材料，并采用隔热层保温；
2）120m3和73m3槽罐对应的二氧化碳提纯工艺流程中高压的液体二氧化碳闪蒸进入储罐后，造成储罐压力上升及不凝性气体在罐内分压的增加。所以必须设置压缩机将罐内的气相抽回流程，保证储罐内的压力稳定；
3）二氧化碳是酸性气体，溶于水后形成碳酸，对容器内壁有较强的腐蚀作用，所以必须保证进入储罐的成品二氧化碳的浓度，并且定期对二氧化碳储罐进行检测，保证安全运行；
4）在日常的生产过程中，必须保证压力表、安全阀、液位计等安全附件的准确、灵敏，严禁超温、超液位使用。
2二氧化碳的充装和运输
2.1二氧化碳充装工艺
以江苏华扬液碳有限责任公司的液体二氧化碳充装方式为例，其充装方式主要为液体泵法，即利用屏蔽电泵产生的压力差将液体二氧化碳送入被充装容器。其充装对象可以为槽车或者槽船,这种充装工艺充装时间短，充装效率高，且不受其他条件的制约，与其他充装工艺比较优势明显。
2.2液体二氧化碳槽车、槽船充装和运输
随着二氧化碳运用范围不断扩展，其用量也迅速增长。传统的二氧化碳气瓶灌装的储运方式已经难以满足市场的需求，目前采用移动储槽低温储运的方式已经成为众多二氧化碳用户的选择。
低温液体二氧化碳移动槽储包括公路槽车和水上槽船两种方式。储槽采用真空保温或保温材料发泡保温的方式。
2.2.1液体二氧化碳槽车、槽船充装形式
目前使用的储槽多由卧式圆柱形双层容器、管仪系统及装卸系统组成。
1）内、外容器采用真空粉末绝热保温，内容器由16mnDR钢板制成，通过绝热支座支撑在外壳内，内容器中有防波板，防止运输中的颠簸冲击；
2）管仪系统：管路由内容器引出与外部管仪系统连接，固定在储槽后部和车架、船架上，主要包括压力表、液位计、安全阀等；
3）装卸系统：由屏蔽电泵、进出阀门管路组成，完成槽车、槽船的装卸。
2.2.2液体二氧化碳槽车、槽船充装安全
液体二氧化碳槽车、槽船充装过程充装人员与低温液体二氧化碳存在近距离接触，充装过程中存在低温冻伤、噪声、窒息、超压等危险，所以需要特别注意充装现场的安全。具体如下：
1）严禁超压，操作人员必须经过专业系统的培训，依法取得上岗资格，熟悉二氧化碳的性质和设备的结构原理，熟练掌握防爆安全技术操作规定，严格执行操作规程，能正确排除故障、消除隐患；
2）操作时应穿戴合适的防护用品，如防冻手套、安全帽、耳塞等；
3）二氧化碳为低温窒息气体，在充装操作中注意通风，必要时佩戴空气呼吸器；
4）启闭阀门应缓慢操作，防止过快过猛且不可拧的太紧，以免损坏阀芯；
5）操作人员在装卸过程中，不得脱离现场；
6）液体二氧化碳气化后为高压气体，装卸、排放二氧化碳时，压力控制在1.3mpa~2.2mpa范围内；
7）严格注意充装、运输过程中储槽罐体有无大面积“出汗”现象，如有应及时查明原因。
3结论
1）研究了二氧化碳的临界状态性质和低温液化过程；
二氧化碳气体的特点篇3
（长安大学陕西西安710000）
摘要：为了研究高浓度二氧化碳释放条件下地表植物生理响应特征，通过野外人工地底释放高浓度二氧化碳，模拟二氧化碳地质储存泄漏条件下玉米叶绿素含量随生长期的变化规律。研究结果表明：高浓度二氧化碳对玉米叶片叶绿素含量的影响受到浓度和时间双重因子的控制。在整个生长期，对照组玉米叶片的叶绿素含量显著高于二氧化碳胁迫处理组。在三组处理组中，二氧化碳浓度为15×104ppm时，玉米叶片整个生长期内的叶绿素平均含量最高，约为369．97mg／m2，而对照组含量高达461．33mg／m2。不同生长期二氧化碳对玉米的影响程度不同。二氧化碳浓度和时间因子对玉米叶绿素影响的p－value都近似为0，差异显著。二氧化碳浓度增加，玉米的生长期、繁殖期推后。
关键词：玉米；二氧化碳；叶绿素含量；生理特性；光合作用
中图分类号：Q文献标识码：adoi：10．3969／j．issn．1665－2272．2015．14．046
0引言
二氧化碳是引起温室效应的主要温室气体，在全球变暖中扮演着重要的角色，如何降低空气中的二氧化碳含量成为遏制温室效应和全球变暖，倡导低碳生活的核心问题。因此，国外学者提出利用二氧化碳地质储存技术作为减少人类活动造成的二氧化碳排放的措施。
二氧化碳地质储存是减少二氧化碳排放的有效技术之一，但储存工作的安全性和持久性成为人们关注的重点。泄漏的二氧化碳溢出地表将严重影人体健康、地表植物，生态环境等。由于二氧化碳的密度比空气重近50％，若没有混合影响力如风力和热能影响时，泄漏的低温二氧化碳将沉到地区最低点，造成地表高浓度二氧化碳聚集，威胁人类生命。已有的研究表明，土壤中植物生长所需的而二氧化碳在土壤气体中的比例超过5％就会危害植物生长，超过20％会导致植物死亡。然而，目前对于高浓度二氧化碳泄露和植物生理生态直接的确切关系研究还明显不足。这限制了地表监测和评估二氧化碳地质储存泄露对地表生态环境的影响。因此，揭示高浓度下植物生长于二氧化碳浓度关系，对于更好的地表监控二氧化碳地质储存具有重要意义。
基于上述原因，本研究通过地下释放高浓度二氧化碳的原位试验研究，以玉米为实验材料，研究不同高浓度二氧化碳条件下玉米生理特征的变化规律，揭示高浓度二氧化碳泄露条件下，玉米不同生长期叶绿素含量对高浓度二氧化碳的响应规律，为二氧化碳地质储存地表监测提供数据支持。
1实验材料与方法
实验材料为玉米中金368，研究区处关中盆地（或称渭河平原、渭河盆地），地处中纬度地区，属温带半干旱、半湿润、季风气候，多年平均气温12～13．6℃；年降水量530～1000mm，西部多与东部，南部多于北部，其中7-9月份占45％，多为短时暴雨，冬春降水较少，春旱、伏旱频繁。年蒸发量1000～1200mm；相对湿度61％～72％，潮湿系数0．6左右，湿度适中；年日照时数达2100～2500h。
总共设置四组实验，分别为三组实验组和一组对照组。每组有3个试验柱。试验柱为筒型由耐酸腐蚀的玻璃钢材料制造，口内直径1m，桶高3．3m，壁厚10mm，绝热，之中填装土壤，可种植植物。试验柱内输入不同浓度二氧化碳，二氧化碳的输入是以工业用二氧化碳气罐和空气压缩机作为供气源，利用质量流量计控制两者的流量，并由计算机控制其大小，以达到混合指定浓度的二氧化碳气体，首先进入一混气罐将气体充分混合，即为所需浓度的二氧化碳气体，之后从底部通入试验柱及试验箱，通气处连接流量计控制输气速度。组一、组二、组三每组柱内二氧化碳的浓度分别为5×104ppm、10×104ppm、15×104ppm，正常土壤中二氧化碳的浓度是0ppm。
试验柱内种植玉米至苗期开始测定叶片叶绿素含量。测量周期为10d，测量仪器为叶绿素仪。
2结果与讨论
2．1二氧化碳浓度升高对玉米叶绿素含量的影响
叶绿素是玉米光合作用的基础物质，叶片中叶绿素含量的高低是反映玉米叶片光合能力的一个重要指标，如图1实验数据显示，高浓度二氧化碳胁迫条件下玉米出现明显的胁迫特征。在玉米整个生长期处于正常土壤中的对照组玉米单位面积叶片chl（叶绿素）含量显著高于三组实验组，说明高浓度二氧化碳对玉米整个生长期叶片叶绿素的合成具有抑制作用。40d时，二氧化碳浓度为15×104ppm条件下，chl含量为最低，60d时，二氧化碳浓度为10×104ppm条件下，chl含量为最低。玉米苗期（0~35d）及拔节前期（35~50d），实验组玉米单位面积叶片叶绿素含量与二氧化碳浓度负相关。50d前后三组实验组数据出现一个近似点，图中显示为三组实验叶绿素变化趋势线在50d有个交叉点，50d之前叶片单位面积叶片chl（叶绿素）含量与二氧化碳浓度负相关，50d之后二者则呈正相关，说明随玉米的生长，实验设置浓度下玉米对高浓度二氧化的响应机制可能产生变化，实验组中，前期高浓度二氧化碳对玉米产生毒害作用，导致单位面积叶片chl含量与二氧化碳浓度呈负相关，随着时间因子增加，50d后玉米对二氧化碳胁迫的抗逆作用增加，表现出适应性，单位面积叶片chl含量与二氧化碳浓度呈正相关。
2．2不同生长期不同浓度二氧化碳对玉米单位面积叶片chl含量的影响
苗期阶段（0~35d）不同二氧化碳浓度下玉米单位面积叶片chl含量如图2所示，生长在Co2浓度为5×104ppm的玉米单位面积叶片chl含量超过对照组（正常土壤）玉米。表明在这一浓度范围内，Co2玉米叶片合成叶绿素存在促进作用，Co2浓度分别为10×104ppm，15×104ppm环境下，玉米单位面积叶片chl含量低于对照组（正常土壤）玉米，在这两种浓度下，高浓度二氧化碳对玉米叶片合成叶绿素存在轻微的抑制作用。三组实验组玉米单位面积叶片叶绿素含量与二氧化碳浓度负相关。
在拔节期（35~80d）不同二氧化碳浓度下玉米单位面积叶片chl含量如图3所示，玉米与二氧化碳的胁迫的响应机制发生了明显的变化，可将拔节期分为前中后三期。拔节前期（35~45d），对照组（正常土壤）中玉米单位面积叶片chl含量最高。三组实验组中则是Co2浓度为10×104ppm环境下，玉米单位面积叶片chl含量最高，说明此阶段实验组中最适应玉米合成叶绿素的Co2浓度为10×104ppm。拔节中期（50d前后），对照组（正常土壤）中玉米单位面积叶片chl含量最高，但是此阶段是玉米响应高浓度二氧化碳的机制的转折点，三组不同浓度二氧化碳条件下，玉米单位面积叶片chl含量几近相同。拔节后期，对照组（正常土壤）中玉米单位面积叶片chl含量最高，三组实验组玉米单位面积叶片chl含量随Co2浓度依次增高。
80d之后，玉米进入成熟期，对照组（正常土壤）中玉米单位面积叶片chl含量最高，三组实验组玉米单位面积叶片chl含量随Co2浓度依次增高。各组玉米在成熟期单位叶片叶绿素含量随时间累计而增多，以至每组玉米单位叶片叶绿素含量达到整个生长期的最高值。主要因素由于从拔节后期至成熟玉米处于旺盛生长期，叶绿素含量增多，对营养物质的需求量增大，二氧化碳作为主要光合作用反应物，玉米对其需求量增大。其次，随着时间因子累积玉米对二氧化碳胁迫的抗逆作用增加，表现出适应性，单位面积叶片chl含量与二氧化碳浓度呈正相关。此外，到成熟期一些抗性物质（抵抗不良环境的物质），如脯氨酸、水解性糖、水解性蛋白、抗氧化性酶等在不同Co2桶中的含量不一样，这些综合结果会导致植物继续生长，但是由于存在差异性，使得上升的速度不一样，产生不同的斜率。
整个生长期内chl含量如图2所示，高浓度二氧化碳对玉米胁迫作用持续存在，但不同生长期二氧化碳对玉米的影响程度有所不同苗期阶段，浓度为5×104ppm的二氧化碳对玉米叶绿素合成由轻微的促进作用，而其他阶段高浓度二氧化碳对玉米叶绿素合成均有抑制作用。苗期至拔节前期实验组玉米单位叶片叶绿素含量随二氧化碳浓度增加而减少，拔节中期玉米单位叶片叶绿素含量不随二氧化碳浓度改变，拔节后期至成熟期玉米单位叶片叶绿素含量随二氧化碳浓度增加而增加。苗期，对照组玉米单位叶片叶绿素含量与实验组差距较小。拔节期与成熟期，对照组与实验组玉米单位叶片叶绿素含量与实验组差距较大。不同二氧化碳浓度下chl含量如图3所示，变化趋势大体为苗期至拔节前、中、后期chl含量逐渐降低，拔节后期chl含量到最低点后开始回升，到成熟期chl含量到整个生长期最高。
2．3方差分析
对于不同二氧化碳浓度和玉米不同生长时期两个影响因子做方差分析，在显著水平为0．05的情况下进行F检验，方差分析结果见表1。
二氧化碳浓度和时间因子对玉米叶绿素影响的p－value都近似为0，差异显著。因子不同浓度二氧化碳F值较另一因子玉米生长不同时期的大，玉米单位面积叶片chl含量差异更为显著。两个因子中，不同二氧化碳浓度对玉米单位面积叶片chl含量影响更明显。
3讨论分析
高浓度二氧化碳推迟玉米生长期，在一定范围内，二氧化碳浓度的增加有助于提高两个光系统（pS）的之间的激发能分配的调解能力，从而提高叶绿体对光能的吸收和激发在pSⅠ与pSⅡ之间的分配能力。在长期处于高浓度二氧化碳三组实验组中，50d之后随着二氧化碳浓度升高，单位面积叶片的叶绿素含量增多，玉米叶片叶绿体对光能的分配调解能力增加，高浓度条件下玉米光合作用较低浓度条件下玉米光合作用强，在玉米株高上有所体现，三组实验组玉米株高与二氧化碳浓度正相关。与对照组相比，二氧化碳对玉米叶绿素合成的抑制作用持续于玉米整个生长周期，三组实验组比处于正常土壤中对照组单位面积叶绿素含量少，叶绿体内淀粉数量明显增多，颗粒体积增大，光合膜结构也有一定损伤，最大光能利用率和最大光合速率随之下降，说明高浓度二氧化碳对玉米的光合作用有负影响，高浓度二氧化碳对玉米拔节期的生长产生负影响，表现在试验组玉米株高均小于处于正常土壤中的对照组玉米。在100天前后，处于正常土壤中的对照组玉米已完成抽穗进入成熟期结果，而三组实验组抽穗均晚于对照组，目前未见结果，繁殖期推后。
4结论
（1）高浓度二氧化碳影响了玉米单位面积叶片chl含量。整个生长期，对照组玉米的叶绿素含量显著高于处理。拔节中期，实验设置浓度下玉米对高浓度二氧化的响应机制可能产生变化。
（2）不同生长期二氧化碳对玉米的影响程度不同，苗期浓度为5×104ppm范围的二氧化碳对玉米叶绿素合成由轻微的促进作用，而其他阶段高浓度二氧化碳对玉米叶绿素合成均有抑制作用，抑制程度也不尽相同。
（3）二氧化碳浓度在一定范围内提高玉米光合作用效率，但是较高浓度二氧化碳降低玉米的光合效率，玉米株高降低，且生长期、繁殖期推后。
参考文献
1曾容树，孙枢，陈代钊，等.减少二氧化碳向大气层的排放—二氧化碳地下储存研究［J］．中国科学基金，2004（4）
2张超宇，李胜涛，杨丰田，等．开展二氧化碳地质储存，实现深度减排［J］．中国国土资源经济，2010（4）
3周飞飞．地质储存，二氧化碳减排的最佳途径［J］．地质勘查导报，2010（3）
4worldResourcesinstitute．worldResources1996－1997［m］．London：oxfordUniversitypress，1996
5贾小丰，张杨，张徽，等．中国二氧化碳地质储存目标靶区筛选技术方法［J］．吉林大学学报（地球科学版），2014（4）
6孙建平，闵思佳，李旭峰．陆相沉积盆地二氧化碳地质储存评价技术探讨［J］．安全与环境工程，2010（6）
7任妹娟，刁玉杰，张森琦．二氧化碳地质储存工程的环境影响评估初探［J］．工业安全与环保，2014（6）
二氧化碳气体的特点篇4
二氧化碳焊接技术发展与金属结构制造状况密不可分。上世纪50年代初期,二氧化碳气保焊技术一经开发,就应用于金属结构制造,并伴随着焊接结构设计、制造技术水平的不断提高,逐渐成为金属结构焊接的主要方法。其高效、优质、自动化的技术特点,具有良好的应用条件,并且极大地推动了金属结构焊接技术的发展,在焊接技术发展史上书写了辉煌的一页。
2、二氧化碳气保焊技术的主要特点
通过多年研究与应用实践,二氧化碳气保焊技术的主要特点概述为以下几点:
2.1 生产效率高
二氧化碳气保焊能够实现较大的焊接电流,采用ø:1.2mm实心焊丝,焊接电流最大可达到350a,ø:1.6mm药芯焊丝的焊接电流可达到500a,电流密度通常为100-300a/mm2,电弧热量集中、焊丝熔化速度快、熔敷系数高,而且保持连续焊接,从而提高焊接生产效率,二氧化碳气保焊可比手工电弧焊提高工作效率1-5倍。
2.2 焊接质量好
二氧化碳气保焊的自动化程度高,电弧自身调节作用强,焊接过程中电弧稳定性好,人为干扰因素少。电弧可持续燃烧,整条接头少,金属组织致密,焊接质量稳定。同时二氧化碳气保焊电弧气氛氧化性强,对焊件表面油,锈敏感性低,焊缝金属扩散氢含量低,大大提高了焊接头力学性能和抗裂性能。
2.3 二氧化碳气保焊技术改良了焊接接头形式
二氧化碳气保焊技术改良了焊接接头形式和焊接坡口形式。二氧化碳气保焊接的焊接熔深较大,在t形接头形式设计时,当熔深增大时,在保证焊缝金属承载面积保持不变时,焊脚尺寸往往可以减少。在对按接头设计时,二氧化碳气保焊与手工电弧焊相比,焊接坡口角度一般可以减少5°-10°,当采用单边V形坡口对接焊时,坡口角度为45°,采用锥形喷嘴,就可以使根部焊透,并使焊缝熔合很好,从而有效地减少填充金属量,减少焊接作业时间和焊接材料消耗。
2.4 能源利用率高
二氧化碳气保焊的电弧密度高,电弧能量大多有效地用于焊接材料熔化及母材金属的熔合,获得每千克熔敷金属的耗电量较低,ø:1.2mm-ø:1.6mm实心焊丝约为1.8-2.0为kwh/kg;ø:1.2mm-ø:2,4mm药芯焊丝为2.1-2.4Kwh/kg,能源利用率高,因此,二氧化碳气保焊推广应用有利于节省能源,可比手工电弧焊节电50%-60%,从而减少了能源浪费。
2.5 焊接规范参数调节范围大
二氧化碳气保焊同一规格尺寸的焊丝可采用焊接规范参数变化范围较大,如Ø1.2mm实心焊丝,其焊接电流调节范围可以为60-350a,从而使二氧化碳焊接设备、材料具备较好的适应金属结构产品的变化能力,减少了储备焊接材料规格和重量,有利干焊接质量控制和管理。
3、二氧化碳气保焊技术应用状况
二氧化碳气保焊技术在大型金属结构制造企业中广泛使用,在中、小型企业中局部使用,制造的金属结构种类大大增加。
随着机械行业骨干企业焊接技术改造,二氧化碳气保焊技术在大型金属结构制造中广泛采用。如:太原重型机械(集团)有限公司、第一重型机械有限公司、大连重工集团有限公司等企业,二氧化碳气保焊完成的焊接金属结构已占其重量的50%-80%,在大型金属结构企业中发挥着不可替代的骨干作用。
在中、小型企业中推广应用与所在地区、所处行业、产品结构特点等因素有较大关系,在焊接技术较为发达的地区、焊接结构较多的企业、技术含量较高的产品,二氧化碳气保焊推广使用情况较好。虽然中、小企业中应用情况差别较大,但通过多年宣传、引导,二氧化碳气保焊技术已逐渐成为企业技术改造中主要选择的焊接技术装备。
3.1 二氧化碳气保焊设备应用状况
在二氧化碳气保焊技术推广的起步阶段,主要由国外进口焊接设备或引进国外技术设备生产,引进焊机有松下电器公司、日本大坂变压器、美国米勒公司等品牌机型;国内主要有天津电焊机厂、唐山电子设备厂、牡丹江无线电六厂、上海电焊机厂、四平电焊机厂等企业,焊机额定电流大多500a。因为国内企业生产的焊机功能和生产规模与国外厂商有一定的差距,所以大型企业在技术改造中大部分选用价格较高、功能好的进口设备。
在二氧化碳气保焊技术推广的发展阶段,经过焊接设备制造厂商的合资或独资开发,额定电流350a、500a的二氧化碳气保焊半自动焊机,基本实现国内组装制造,其中北京时代集团公司、天津电焊机厂、唐山松下产业机器有限公司等一批企业生产的主要机型,都具有较好使用功能和可靠性,并陆续在金属结构企业中成为主要选择的二氧化碳气保焊机型,占有一定数量和市场份额,从而改变了大批量进口设备的状况。
目前也有一些金属结构企业使用一批二氧化碳气保焊专业设备及焊接机器人工作站,但总体规模和应用数量比较小。这既与金属结构企业中成为主要选择的二氧化碳气保焊机型,占有一定数量和市场份额,从而改变了大批量进口设备的状况。
目前也有一些金属结构企业使用一批二氧化碳气保焊专业设备及焊接机器人工作站,但总体规模和应用数量比较小。这既与金属结构产品的生产规模及加工精度有直接联系,也与专用设备设计、制造水平有关。二氧化碳气保焊专用设备多用于金属零件形状简单、规格相近,生产批量较大的金属结构产品生产线,如汽车、摩托等产品零件的焊接。
3.2 二氧化碳气保焊焊接材料的应用状况
80年代初至80年代中期,我国针对当时Q235、16mn等主要结构钢生产的490mpa级二氧化碳气保焊实心焊丝,在引进设备、引进技术、开发试制的努力中,已实现部分自给,但是处于供不应求状态,而且药芯焊丝基本处于开发研制、试生产状态,大部分二氧化碳气保焊焊按材料主要依靠从欧美、日本等国家进口。国产焊接材料与进口焊接材料相比在工艺性能、力学性能方面存在着一定差距。
目前我国二氧化碳气保焊实心焊丝已经形成一定生产规模,产量和质量也有很大提高。针对Q235、Q345及16mn等结构钢的二氧化碳气保焊焊丝,能够满足金属结构制造的要求,使用最多的实心焊丝主要有eR49-l(H08mn2Sia)及eR50-6等牌号,规格主要有Ø1.2mm、ø:1.6mm两种,国内生产状态处于供大于求的状况,但国内备焊丝生产厂家的质量也有较大差别,特别是在焊丝化学成分稳定性、焊丝表面镀铜质量、焊丝刚度等主要参数方面仍有明显差异,焊丝质量优良的厂家有天津电焊条厂、上海电力电焊条厂、四川大西洋电焊条厂等厂家。
3.3 金属结构行业二氧化碳气保焊技术推广的人才状况
二氧化碳气体的特点篇5
1气体环境特点
1.1二氧化碳
温室结构比较封闭，二氧化碳浓度随蔬菜的生长和光照的变化而变化。二氧化碳浓度夜间高、白天低，阴天高、晴天低。日出后蔬菜开始光合作用，浓度逐渐降低，11：00左右达到最低点，日落后蔬菜通过呼吸作用和土壤有机物分解释放二氧化碳，浓度开始上升，早晨揭苫前达到最高。阴雨天蔬菜光合作用弱，浓度较高；晴天蔬菜光合作用强，浓度低。苗期二氧化碳浓度高于生长期。
1.2土壤气体
蔬菜根系呼吸作用为生长提供能量，要保证正常呼吸作用，需要充足的氧气和较低的二氧化碳浓度。土壤氧气含量比空气中低18.00%～20.03%，二氧化碳含量比空气中高0.15%～0.65%。随着土壤深度增加，土壤空气中二氧化碳含量增加，氧气含量减少，其含量相互消长。当土壤间隙小、水分多时能使二氧化碳浓度剧增和氧气浓度大量减少。土壤和空气的气体交换主要是依靠扩散作用进行的，因此离表层越近，间隙越大，气体越充足。
1.3有害气体
有害气体主要来源于有机肥发酵分解、化肥和薄膜等塑料制品挥发产生。温室空间封闭，温度高，湿度大，施肥量大，冬春低温季节往往过于注重保温，忽视通风换气，造成氨气、亚硝酸、二氧化硫等有害气体在室内积累，使蔬菜受害，甚至植株死亡[1]。
2各种气体对蔬菜生理的影响
2.1二氧化碳
二氧化碳是蔬菜光合作用的原料。大气中平均浓度为300～330mg/L，温室空间密闭，低温季节为了保温，与外界气体交换较少，二氧化碳经常缺乏，不能满足蔬菜优质高产的需求。当温室内二氧化碳浓度低于300mg/L时，光合作用受到抑制，蔬菜生长缓慢，落花、落果，产量降低。如果适当提高温室内二氧化碳浓度，能使蔬菜光合作用效率提高，产量增加[2-3]。
2.2土壤气体
温室土壤水分蒸发量小，大量浇水会导致土壤透气不良，根系缺氧，影响蔬菜吸收养分，甚至烂根或死亡。土壤透气良好，根系发达，吸收养分能力强；透气性不佳，则根系发育不良，根短而粗，毛细根少，吸收养分、水分能力下降。土壤中氧气充足，微生物代谢快，有机质分解也快，土壤中有效养分含量高；缺氧时，土壤有机质分解可产生甲烷等有毒气体，危害蔬菜根系，造成病害发生。当土壤中氧气含量小于9％时会影响根系发育，含量低于5％时大部分根系停止发育。
2.3有害气体
2.3.1氨气。主要来源于施用未腐熟的有机肥，施肥时量大、集中、覆土浅，分解会产生大量氨气；过量施用尿素、硫酸铵或碳酸氢铵等铵态氮肥也会分解产生氨气。当氨气浓度达到5mg/L时就会产生危害，叶面、叶脉呈开水浸状，颜色变淡，发白或淡褐色，叶缘呈灼伤状，严重时呈绿白色，全株枯死。通常追肥后3～4d出现症状。番茄、黄瓜、辣椒等对氨气敏感。可以采用测试棚膜水滴pH值的办法检查是否发生氨气危害，当pH值大于8.2时，即发生危害。
2.3.2亚硝酸。在土壤板结、盐渍化和硝化细菌活性降低数量减少的情况下施用过多铵态氮肥，使硝化作用受到抑制，当土壤pH值小于5时会产生亚硝酸气体。浓度达到2mg/L时叶片褪绿，呈现白斑，严重时叶脉也变白色，全株枯死。通常施肥后10～15d出现危害。黄瓜、莴苣、芹菜等对亚硝酸敏感。当棚膜水滴pH值为酸性时，要及时防止亚硝酸危害发生，茄子pH值小于5.8、青椒pH值小于5.4时产生危害。
2.3.3二氧化硫。温室采用煤炉加温；大量施用硫酸铵、硫酸钾及未腐熟的有机肥，均会产生二氧化硫气体；二氧化硫遇到水珠会生成亚硫酸，滴到叶片上也会使作物受害。危害症状：叶片先受害，在气孔多地方出现斑点，然后逐渐褪色。轻度受害在叶片背面出现斑点；严重时叶片呈开水浸状，逐渐褪绿、黄化脱落，甚至死亡。当温室内二氧化硫浓度达到0.2mg/L时，经3～4d，油菜、菠菜、莴苣、西瓜、白菜等对二氧化硫敏感的蔬菜就会出现受害症状。
2.3.4塑料制品挥发产生的有害气体。一是邻苯二甲酸二异丁酯。是塑料薄膜的增塑剂，使用含有该物质的薄膜时，白天温度高于30℃且夜间10℃以上时，6～7d就会产生危害，心叶及叶尖颜色变淡，逐渐褪绿变黄、变白，干枯死亡，白天温度35℃以上，夜间15℃以上，9d左右会整株死亡。油菜、西葫芦、茄子、黄瓜等敏感。二是乙烯。使用聚氯乙烯薄膜在温度高时会挥发出乙烯气体，当浓度达到0.05mg/L时会产生危害，使植株矮化，叶下垂，皱缩，黄化褪绿，最后变白枯死。辣椒、茄子、番茄等对其敏感。
3调控技术
3.1加强中耕，合理施肥
应保持土壤疏松透气，根系氧气充足，施用充分腐熟的有机肥，增施磷、钾肥，少施氮肥，以施底肥为主，追肥为辅，追肥要开沟深施，施后覆土，浇水要及时，且控制好浇水量。
3.2通风换气
及时通风换气是避免气体危害发生的重要措施，能调节温室湿度、温度，补充二氧化碳，稀释有毒气体。寒冷季节更要注意通风换气，早晨温室内二氧化碳含量最低，早晨温度低，可采用减少通风面积、缩短通风时间的方式，中午气温高要及时进行通风换气。
3.3选用优质无毒塑料制品
使用正规厂家生产的安全无毒塑料薄膜，地膜、浇水塑料管等也应是无毒的。温室内不应堆放塑料制品。
3.4二氧化碳气体施肥
3.4.1施肥方法。一是施固体二氧化碳颗粒气肥。施用气肥450～525kg/hm2，开沟2～3cm撒入颗粒气肥后覆土，保持土壤疏松，7d后开始释放二氧化碳，有效期40～45d。二是钢瓶液态二氧化碳施肥。使用橡胶管将气体导出，橡胶管上按适当距离扎出放气孔，每天放气6～12min，35kg钢瓶可施肥667m2温室25d左右。三是使用二氧化碳发生器。在特制容器内利用碳酸氢铵和硫酸发生化学反应产生二氧化碳[4-6]。
3.4.2施肥时间。二氧化碳气体施肥，应在晴天日出后0.5～60.0min进行，通风前30min停止，每天施放2～3h。中午通风可得到二氧化碳的补充，下午可不施二氧化碳气肥。冬季气温低，通风时间短，施肥时间可适当延长。阴雨天光合作用弱，可不施或少施二氧化碳。在蔬菜生育初期施肥效果最好，苗期施用可培育壮苗、缩短苗龄，叶菜类应在定植后开始施用，瓜类、茄果菜类宜在开花期、结果初期施用。
3.4.3注意的问题。一是二氧化碳浓度过高会导致蔬菜中毒，使叶片气孔关闭，抑制光合作用，根系吸收能力减弱，出现裂果、畸形果、卷叶、萎蔫等现象。施肥浓度不能超过2%，黄瓜、茄子、番茄等晴天控制在1000～2000mg/L，阴雨天500～1000mg/L。二是施肥时应将二氧化碳发生器或橡胶管散气管悬挂于植株上方。三是连续进行1～2个月。如不能每天施用，前后2次时间间隔不要超过7d。施肥后将温度提高2～3℃，以促进光合作用。施肥后根系活力减弱，应加强水肥管理。
4参考文献
[1]李全慧，孙增学.保护地蔬菜气体危害及防治措施[J].现代农村科技，2010（13）：29-30.
[2]魏荣彬.有害气体造成的蔬菜生理病害及防治[J].蔬菜，2009（2）：18-20.
[3]张福墁.气体与温室蔬菜栽培[J].农村实用工程技术：温室园艺，1995（11）：10-11.
[4]谢臣，满红，王学斌.日光温室Co2施肥效应及施用技术研究现状[J].宁夏农林科技，2009（4）：70-81.
二氧化碳气体的特点篇6
关键词：二氧化碳石油采收率实施方法
提高石油采收率的研究是油气田开发研究永恒的主题，近年来因为石油价格的飞速提高，化学驱应用效益的降低，注气驱应用范围越来越大，技术也得到了不断提高。我国油田的储层属于陆相沉积，非匀质严重，而且原油的粘度又比较高，上升很快，水驱采收率较低，所以发展提高采收率技术已经成为我国石油工业继续发展的一项迫切要求。同时随着人类社会的不断进步，温室气体的大量排放引起的全球变暖问题日益严峻，在短期内没有其他合适的气体能够代替烃类能源，一种比较可行的方法就是把二氧化碳注入地下，利用二氧化碳提高石油采收率是很重要的途径。同时利用二氧化碳提高石油采收率不但能满足环保的要求，还能满足油藏高效开发的要求。本文分析了利用二氧化碳提高采收率的机理，总结了利用二氧化碳提高采收率的实施方法。
一、利用二氧化碳提高石油采收率的机理
我国Co2----eoR主要是因为下面各种因素互相作用的结果：
1、二氧化碳能够促使原油的体积膨胀。二氧化碳被注入油藏以后，能够在原油中充分的溶解，能够促使原油的体积增加10%――100%。这样不但能增加地层的弹性，还会大大减少原油在流动过程中的阻力，从而达到提高原油采收率的目的。
2、利用二氧化碳能够降低原油粘度。二氧化碳被融入原油以后，一般情况下可以把石油的原来的黏度降低0.1.原油开始的粘度越高，黏度降低的幅度越大。黏度得到降低以后，原油的流动能力就会得到加强，产油量就会提高。
3、利用二氧化碳能够有效的改善油水的流动比。二氧化碳融入原油和水以后，黏度就会降低20%到30%，流度就会随之提高。这种综合作用的结果就会导致原油和水的比例趋于接近，水驱波及的体积扩大，这样就会利于原油的采出。
4、利用二氧化碳提高石油采收率利于降低界面的张力。二氧化碳比较容易溶解于原油，这样的结果就会大大降低油水的界面张力，有利于原油提高原油的流动性能，从而达到提高原油采收率的目的。二氧化碳和原油混相以后界面的张力就会降为0，在理论上能够使石油采收率达到100%。
5、利用二氧化碳提高石油采收率能够萃取原油中轻烃。Co2注入油藏后，部分Co2未溶解于油水中的Co2能萃取原油中的轻烃，使原油相对密度降低，黏度降低，从而提高原油流动性能，有利于开采。
6、利用二氧化碳提高石油采收率能够起到溶解气驱作用。随着油井生产井附近的地层压力下降，地层原油中溶解的Co2逸出，逸出的Co2气体驱动原油流入井筒，形成内部溶解气驱。
二、利用二氧化碳提高采收率的实施方法
当前利用二氧化碳提高采收率的实施方法有二氧化碳混相驱、二氧化碳非混相驱和二氧化碳吞吐，其中二氧化碳混相驱的应用较为普遍。
1、二氧化碳混相驱。二氧化碳混相驱一般采用二氧化碳和水交替注入储层的方法，具体的注入方法取决于储层的性质，主要注入的方法有连续注入、简单注入锥形注入等。在实施过程中首先注入二氧化碳，因为连续注入二氧化碳驱替油层的时候宏观波及系数较低，因此要改为注水来改变二氧化碳的驱油速度，扩大二氧化碳的波及效率。基本原理是二氧化碳和地层的原油在油藏条件下形成稳定的混相带前缘，这个前缘作为单相流体移动并有效的把原油驱替到生产井，因为是混相，多孔介质中的毛细管力就会降为0，理论上可以使微观驱替效率达到100%。混相驱要求油藏压力高于或等于二氧化碳与原油完全混相的最低压力（mmp）。由于受地层破裂压力等条件的限制，该方法通常用于原油相对密度小于0.89g/cm3，油层温度小于1200C的中、深层油藏。通过二氧化碳混相驱，原油采收率比注水方法提高约30―40%。根据以往的经验，二氧化碳混相驱对开采下面几类油藏具有更重要的意义：不合适水驱开采的低渗透油藏；水淹后的砂岩油藏；接近开采经济极限的深层、轻质油藏。
2、二氧化碳非混相驱。二氧化碳非混相驱效率次于混相驱，但高于水驱或惰性气驱，一般以重力稳定二氧化碳注入方式生产，将二氧化碳注入到圈闭构造的顶部，使原油向下及构造两边移动，在构造两边的生产井中将原油采出。主要采油机理是对原油中轻烃汽化和抽提，使原油体积膨胀，黏度降低，界面张力减小。另外，二氧化碳还可以提高或保持地层压力，当地层压力下降时，二氧化碳就会从饱和了二氧化碳的原油中溢出，形成溶解气驱，达到提高原油采收率的目的。适用于非混相驱的油藏类型主要有：重油或高黏油油藏；压力衰竭的低渗透油藏；高倾角、垂向渗透率高的油藏。
3、二氧化碳吞吐。二氧化碳吞吐的实质是非混相驱，采油机理主要是原油体积膨胀、降低原油界面张力和黏度，以及二氧化碳对轻烃的抽提作用。该方法的一般过程是把大量的二氧化碳注入到生产井底，然后关井几个星期，让二氧化碳渗入到油层，然后重新开井生产。这种单井开采技术不依赖于井与井间的流体流动特性，适用范围很广。一般对开采下面几类油藏具有更重要的意义：井间流动性差，其他提高采收率方法不能见效的小型断块油藏。裂缝性油藏、强烈水驱的块状油
藏、有底水的油藏等一些特殊油藏。不能承受油田范围的很大前沿投资的油藏。二氧化碳吞吐增产措施相对来说具有投资低、返本快的特点，能在二氧化碳耗量相对较低的条件下增加采油量。
三、结论
总之，利用Co2提高原油采收率是一种有效的提高原油采收率的方法，它一直受到科研人员的重视。特别是现在温室效应的存在，为注Co2开发油气田提供了一个更有利的环境。我国注Co2技术也日趋成熟，不少Co2气源被发现，实施合理的方案充分利用这些气体将是我们面临的主要难题。
参考文献：
[1]宋道万.二氧化碳混相驱数值模拟结果的主要影响因素[J].油气地质与采收率.2008（04）
[2]张清正，刘铁桩，曾贤辉，徐先华.低渗油藏二氧化碳混相驱技术研究[J].西部探矿工程.2001（03）
二氧化碳气体的特点篇7
我们知道，空气中的二氧化碳多了，但是这些二氧化碳又是从哪里来的呢？二氧化碳有很多个来源点，最基本的来源点就是从我们最基本的呼吸中来的，每一次我们要呼气时，呼出的就是二氧化碳。不仅仅是我们人类，其他的动物也是如此，植物的夜间吸收氧气，吐出二氧化碳，在最基本的方面之外，还有其他因素，而且因素还非常居多。
我们生活中常常做菜，烧材，这些都会产生一定量的二氧化碳，对我们的环境来说都有一定程度上的影响。平日里，我们在大街上行走，都会发现有许许多多川流不息的车辆。车辆一经过，我们总会发觉有一阵暖风像我们扑面而来，而且还带着一股难闻的气味，那其实就是汽车喷出的二氧化碳还有其他化学物质。现在我们的生活好了，车辆也越来越多，基本每一次出门都能看到许许多多的车辆。每一次我们要过马路，都是一个非常麻烦的问题，特别是在发达城市里最常见。
然后车子多了，那么它喷出的二氧化碳也越来越多。二氧化碳多了，全球变暖也会随之而来，这是我们社会面临的一个非常大说环境问题。汽车多不仅仅会喷出打量的二氧化碳，它还会给我们带来一些灰尘，使我们的空气变差。除了汽车排出的二氧化碳之外，在一些工业地区，二氧化碳也是非常多的。
二氧化碳气体的特点篇8
关键词五氧化二磷；电解法；露点；二氧化碳；在线检测；预处理
中图分类号tQ116文献标识码a文章编号1674-6708（2011）40-0180-02
1概述
随着国内制造业的蓬勃发展，气体二氧化碳作为焊接过程中的保护气运用越来越广泛，二氧化碳气体质量直接影响到设备制造的质量，高含水量的二氧化碳会导致焊接接口内部产生大量的气泡，影响焊接效果。因此，水分成为二氧化碳生产过程中的重要控制指标，其测量过程的可靠性显的尤为重要。目前用于二氧化碳在线水分测量的仪器的主要为电容法和电解法露点仪。大部分二氧化碳气体生产厂家是用电容法在线露点仪来检测产品中的水分。但是由于电容法露点仪存在探头易“老化”、零点易漂移、同时对油脂的污染比较敏感等缺点，我们使用电容法在线露点仪的效果不理想，仪器在使用6个月甚至3个月时就发生零点漂移，需频繁对露点仪探头进行校准，仪器维护成本增加。同时在修理电容法露点仪探头时发现探头的氧化铝薄膜层存在细小的划痕，这些划痕是由于检测的样气中含有微量的粉尘，而探头长时间被粉尘冲刷所造成的。因此，在改用五氧化二磷电解法露点仪在线检测二氧化碳气体中水分含量的，同时针对干燥工序后二氧化碳气体中含有微量粉尘等杂质制作预处理装置净化样气以保护露点仪的探头。本文着重介绍五氧化二磷电解法在线露点仪在二氧化碳生产过程中的应用及待测样气预处理过程。
2五氧化二磷电解法露点仪的测量原理
露点（dewpoint）指气体中饱和水汽开始凝结结露的温度，在100%的相对湿度时，周围环境的温度就是露点温度。露点温度越小于周围环境的温度，结露的可能性就越小，也就意味着气体越干燥。
电解法露点仪原理：气样流经一个特殊结构的电解池,其水分被池内作为吸湿剂的五氧化二磷膜层吸收,并被电解为氢气和氧气排出,而五氧化二磷得以再生。反应过程可表示为：
p2o5+H2o=2Hpo3（1）
4Hpo3=2H2+o2+2p2o5（2）
合并（1）、（2）得：
2H2o=2H2+o2
当吸湿和电解达成平衡后,进入电解池的水分全部被五氧化二磷膜层吸收,并全部被电解，同时五氧化二磷被再生可反复测量气体中的水分含量。因此可通过测量电解电流来测量气样中的含水量。五氧化二磷电解法露点仪具有结构简单、使用寿命长、测量精度较高、测量范围广的特点。
3五氧化二磷电解法露点仪的在线应用
3.1使用的在线露点仪
目前江苏华扬液碳有限责任公司使用的五氧化二磷电解法露点仪是YGm-1G-B型Co2气体微量水在线分析仪，用于焊接用二氧化碳生产过程中水分含量的检测。因此本文特以此款露点仪为例来介绍电解法在线露点仪在二氧化碳生产过程中的应用。该型露点仪的探头是由一个玻璃材质的圆柱和两根并行的铂丝电极组成，并在两根电极之间涂有很薄的一层磷酸（H3po4）。气样经过预处理后通入探头进行分析，测量数据通过显示器直接读取。水分含量测量结果通常以“℃”（摄氏的露点）和“ppm”（百万分之一体积的水）来表示，我们所使用的露点仪可同时显示这两种露点值。
露点仪的主要性能指标如下：
显示器：多功能高清晰LCD显示器。
量程：0ppm~100ppm，0ppm~1000ppm
灵敏度：±1%FS
供电：220V、50Hz
工作温度：-10℃~50℃
尺寸：280（L）×160（H）×300（D）mm
重量：约3kg
3.2取样及预处理单元
焊接用二氧化碳生产过程中主要依靠干燥工序来脱除原料气中含有的水分，使产品质量符合标准要求。干燥塔内的干燥剂达到吸附饱和时需要进行再生，由于干燥剂随着被再生次数的增多会缓慢的粉化，气样经过干燥塔脱除水分时就会带入干燥剂的粉化颗粒，虽然这些颗粒都是很微小的，但是一旦杂质进入露点仪探头就会在探头内富集，污染五氧化二磷膜层，被污染的膜层就失去吸湿性能，导致测量数据不准确。这就是导致我们使用电容法在线露点仪时效果不佳的原因之一。因此，气样在通入探头前必须进行净化处理，脱除其中的粉尘等杂质。预处理单元由减压阀，流量控制器、自清洗过滤器，加热器，不锈钢管道组成。其主要目的是除去气样中所含有的粉尘等杂质，但不能改变其中的水分含量。
预处理单元的流程图，如图1所示。
气样通过开关球阀后进入减压阀减压并稳定在1bar左右，减压后的气样经过自清洗过滤器过滤后，通过流量计调节流速至80mL/min进入露点仪探头进行气体分析，检测数据通过显示器直接显示出来。整个取样管道长度大约3m，这样可以保证露点仪探头能及时的对气样进行响应分析，整个管路采用不锈钢材质，以防止取样系统的零部件吸收或释放某些成分如湿气进入样气流中,从而干扰露点的检测。安装的加热器保持箱体温度在5℃以上，防止环境温度过低造成分析仪探头失效。粉尘等杂质是依靠自清洗过滤器过滤来除去的，在过滤的同时过滤器内部的过滤膜也进行自我清洗，可以减少更换滤膜的频率。
3.3测量结果
江苏华扬液碳有限责任公司根据焊接用二氧化碳产品标准（HG/t2537-93）规定车间生产出的焊接用二氧化碳气体中水分含量不得超过20ppm。因此车间在气体水分接近20ppm时要进行换塔操作，以保证干燥塔内的干燥剂具有吸湿性能，气体经干燥后符合标准要求。
在仪器安装调试结束后，我们对五氧化二磷在线露点仪的分析数据进行了连续的跟踪记录，结合生产车间干燥塔一个换塔周期（72小时）对露点仪使用1个月时和使用6个月时露点仪数据变化作图，如图2所示。
根据露点变化曲线图显示，随着干燥塔使用时间的增长，干燥塔出气口二氧化碳气体中水分含量逐渐增多，露点曲线缓慢升高，当露点接近20ppm时生产车间进行换塔操作，水分含量迅速降低，露点曲线也随之迅速降低。根据曲线变化的趋势，可以确定五氧化二磷在线露点仪能及时的对二氧化碳气体中水分含量的变化作出指示，能有效的指导车间的换塔操作，保证二氧化碳气体中水分含量不超标（≤20ppm）。比较使用1个月时和使用6个月时的露点变化曲线，发现两根曲线的变化基本吻合，在使用6个月后仪器依然能根据二氧化碳气体中水分含量的变化及时的作出指示。随着露点仪使用时间的增长，探头的零点、响应时间和灵敏度未发生显著变化。
为了检测预处理单元的使用效果，露点仪探头在使用6个月后由厂家对其内部五氧化二磷涂层进行了检测，检测发现探头内部没有发现明显的污点，五氧化二磷膜层未变质，由此看出预处理单元有效的保护了露点仪的探头。
4结论
经过6个月的在线使用，我们发现五氧化二磷在线露点仪在二氧化碳生产过程中能及时检测出气体中水分含量的变化，仪器的零点和灵敏度未发生明显的变化，没有电容法露点仪需要经常校验的缺点。因此该型露点仪适用于二氧化碳生产过程中对水分的在线检测，同时为了延长仪器的使用时间，增强仪器的使用效果，对样气中所含有杂质进行预处理也是十分必要的。对于样气的预处理，应根据实际生产情况进行考虑，在脱出杂质的同时，不应影响待测组分的含量。当然在线露点分析应结合现场具体情况，以及样气特性综合考虑。由于仪器使用的环境、生产车间工艺状况的要求不同,每个用户的要求及现场应用的效果可能会有所不同。希望本文对二氧化碳气体生产厂家对在线露点仪的选型和使用过程有所帮助。
二氧化碳气体的特点篇9
关键词初中化学；情境创设；提高；必要性
一、创设情境，证明二氧化碳不支持燃烧的性质
在一个神秘的山洞里，人们传说着这个山洞里面有个捉狗怪，为什么呢？因为每次人们和狗一起进山洞的时候人们总是没有什么事情发生，而狗总会神奇的死亡。而且人们举起火把进入洞中时，火把总能燃烧，而当人们把火把放的高度很低的时候，就比如和狗的高度差不多的时候，火把就会吸，灭。所以一直以来就有这么个传说。那么我们同学们都知道这个世界我们是要相信没有什么神怪的，只有相信科学才是正确的，可为什么人能进入这个山洞而狗进去后就会死呢？请大家思考。
通过设置这么一个场景，同学们立刻就产生兴趣了，大家都陷入思考了，不会再有上课走神，打瞌睡的现象了，因为这个小故事本身就很有趣味的。这时笔者再给同学们一点小小的提示。告诉大家从气体方面着想。
问题一：什么样的气体不支持生命呢？
待大家思考一会，有某些同学会很兴奋的说是二氧化碳。这时笔者会夸奖这位同学回答的非常好。
笔者又接着提醒大家在这个山洞里狗儿会神秘的死去会不会是因为它们呼吸不到氧气，只能吸收二氧化碳导致的呢？
这时候同学们肯定都会质疑，为什么人进去了就没事呢？
问题二：同一个山洞，为什么人进去可以正常生存，而狗却不能呢？也就是说人能呼吸道氧气，而狗却只能呼吸到二氧化碳呢？
此时笔者就为同学们板书出二氧化碳的第一个性质：二氧化碳不支持生命。
此时大家都不再相互交流而是独自思考起来。这时笔者看情形差不多了，就告诉学生们，其实答案很简单，因为山洞空气下层是二氧化碳，由此解释学生恍然大悟，此时笔者再设置一个问题。
问题三：二氧化碳和空气相比在密度方面有何特征？
此时笔者再板书出二氧化碳的第二个性质：二氧化碳的密度比空气大。
问题四：火把在二氧化碳的气体中就会熄灭，说明二氧化碳的什么性质呢？
这时同学们都会异口同声的回答道，二氧化碳具有不支持燃烧的性质。
二、创设情境，证明二氧化碳易溶于水的性质
拿出一个简易的易拉罐，然后摇一摇，当众扯开易拉罐，这时同学们就会发现有好多泡沫冒出。
问题五：这是什么原因导致会有许多的泡沫产生呢？
同学们陷入了深深的思考中。然后有积极的同学发言了，这是二氧化碳气体溶于液体中了。笔者当着全班同学的面好好的夸奖了他一下，并将他的回答总结补充下，这是由于我们的工人师傅们讲二氧化碳加压溶于啤酒等一些液体中了，然后笔者在摇晃后再拉开易拉罐，压强突然减小了，二氧化碳气体就，冒出来了，也将啤酒或其他液体给带出来了，这就产生了我们所看到的泡沫了。这时笔者看着大家茅塞顿开的样子，抛出问题五。
问题六：以上事实说明二氧化碳的什么性质呢？
这时很快就有同学们说出答案了：说明二氧化碳易溶于水。全班同学都赞同这样的答案，笔者也予以确认了。
这时笔者终于把二氧化碳的重要性质全部告诉给同学们了。大家都很兴奋，接下来笔者就会告诉大家如何制取二氧化碳。
三、创设情境，讲述如何制取二氧化碳
问题七：同学们既然二氧化碳具有易溶于水的性质，我们再制取二氧化碳的装置中能不能像制取氧气一样采取排水制取二氧化碳呢？
同学们都回答道不可以。笔者很满意大家的回答接下来笔者又问大家另一个问题了
问题八：既然二氧化碳的密度比空气大，那我们可不可以采用向下排空气法来收集二氧化碳气体呢？
大家陷入思考中，很多同学都回答道可以。笔者很高兴的说道同学们真的是太聪明了可以举一反三，请大家参考我们的课本，看看书本中所画的二氧化碳制取装置。
待大家都看了一会后，笔者又问同学们了，既然我们采用这个方法收集二氧化碳气体，那我们该如何来验证我们收集的二氧化碳气体是否收集满了呢？
问题九：利用向下排空气法收集二氧化碳气体，我们如何验证收集的气体是否已满了？
大家都很茫然了，这时笔者提醒大家了，请大家好好回忆下，我们讲的那个故事中，火把在二氧化碳中就熄灭了呀。那我们可不可以利用二氧化碳不支持燃烧的性质呢？这时就有反应很活跃的同学回答道，我们可以在瓶口处放置一跟燃烧的火柴，若是瓶中的二氧化碳气体已收集满的话，燃烧的火柴就会熄灭的，如果收集的气体不是很满的话，火柴就可能不能熄灭。笔者很赞许的看向这位同学，表示他说的非常好。
这样，我们就把二氧化碳制取所要注意的收集方面的知识讲的差不多了。这时笔者再帮大家梳理思路，由于二氧化碳的密度比空气大，我们可以采用向下排空气法收集二氧化碳气体，由于二氧化碳的不支持燃烧的性质，我们可以用一根燃烧的火柴来检测收集的二氧化碳气体是否收集满了。
二氧化碳气体的特点篇10
为什么要发射嗅碳卫星
嗅碳卫星是人造地球卫星中专门测量地球二氧化碳浓度的卫星。嗅碳卫星对二氧化碳浓度的测量精度能够达到百万分之一，是人们掌握高精度二氧化碳测量数据的得力“助手”。借助卫星上携带的光谱仪等仪器，科学家们可以动态测量大气中不同来源的二氧化碳，监测海洋和森林等对二氧化碳的吸附情况。
为何要通过卫星来追踪二氧化碳？人类目前每年因使用矿物燃料向地球大气中排放的二氧化碳超过300亿吨，生物燃料、森林火灾以及农业焚烧等行为每年共排放二氧化碳达55亿吨。过去50年来，人类活动已导致大气中的二氧化碳水平升高了近20%。科学界认为，人类活动使自然界的碳循环失衡，以二氧化碳为主的温室气体是导致全球气候变暖的主要因素。因此，全球二氧化碳排放亟须更精确的监测研究。
目前，人类对二氧化碳掌握的知识体系还不健全，还有许多疑问待解决，例如，二氧化碳聚集在哪个区域、哪个大气层及其在大气中的运动和分布律;温度怎样影响二氧化碳运动;自然界天然排放的二氧化碳所占比例是多少，这一比例如何变化以及海洋系统如何吸附二氧化碳;这些都能够由嗅碳卫星的数据进一步证实。所以，通过嗅碳卫星来掌握二氧化碳在各地区的循环和分布情况是研究气候变化的一条捷径。
嗅碳卫星如何“嗅碳”
我国研制的这颗嗅碳卫星，搭载了一台高光谱与高空间分辨率二氧化碳探测仪。这台探测仪的工作原理是，在可见光和近红外谱段，利用分子吸收谱线探测二氧化碳浓度。简单来说，就是通过看“颜色”来识别二氧化碳气体。因为太阳光经过空气时，二氧化碳分子对许多精细的颜色有不同程度的吸收，嗅碳卫星通过精细测量其光谱吸收线，可以通过光学仪器对这些色彩进行非常精准的测算，从而能反向推算出二氧化碳分子数量，最终得知大气中的二氧化碳浓度。
中国的嗅碳卫星
具有哪些先进技术
尽管中国的嗅碳卫星是个只有几百千克重的小卫星，却有着许多“高精尖”技术。
1.极高的灵敏度
二氧化碳浓度变化很快，但从数字上看，平均每年也只是在零点几个ppm到1个ppm之间变化，想把信号探测出来，仪器灵敏度不高的话，只能作罢。中国的嗅碳卫星上装着一个灵敏度很高的二氧化碳探测仪。几十纳米的带宽上，人眼看是一个颜色，而通过二氧化碳探测仪的2000多个通道，可以将这些微小差异的颜色区分开来，可以发现1～4个ppm二氧化碳浓度的变化，这不亚于美国oCo-2的水平。它是嗅碳卫星搭载的主载荷，可通过获取高精度的大气吸收光谱，应用反演算法计算出二氧化碳的浓度。此外，中国嗅碳卫星上还有一个连美国oCo-2卫星上都没有的云和气溶胶探测仪，它可以测量云、大气颗粒物等辅助信息，为精确反演二氧化碳浓度排除干扰因素，还可为研究pm2.5等大气污染成因提供重要数据支撑。
2.绘制覆盖全球的二氧化碳监测图
有了嗅碳卫星，如何算出全球范围内的二氧化碳排放也是个难题。全球范围内二氧化碳的流动情况是怎么样的？它是从哪里排放出来的，又在哪里被植被、海洋等吸收？这就需要把嗅碳卫星获得的二氧化碳遥感浓度，嵌套进大气二氧化碳传播模型中。我国科学家已攻破了这方面的难题。
3.复杂的反演验证系统
反演验证系统是获取卫星数据后通过模型反算出二氧化碳浓度，这也是技术难点。以往气象卫星所涉及到的反演问题，大多集中在红外和微波谱段，而嗅碳卫星所涉及到的是可见光和近红外谱段的反演问题，机理不同，难度加大。我国集中国内优势力量联合攻关，终于成功填补了国内有关技术空白。
4.稳定的舞步
嗅碳卫星只有一只“眼睛”，它需要不停转换角度来完成对不同方向的观测。所以卫星要不断地调整姿态，就像跳优美的华尔兹。这种没完没了、灵活多变的观测模式是卫星领域科学家最忌讳的――毕竟是在太空，没有任何着力点，要是翻过去翻不回来了怎么办？为了特定的科学目标，我国科学家解决了嗅碳卫星在天上不断“做动作”的难题。
相关链接
“嗅碳”家族三成员
由于技术难度极高，目前世界上仅有3颗嗅碳卫星在太空中工作，分别是观测大气中二氧化碳和甲烷等浓度的日本“呼吸”号、专门测量大气中二氧化碳浓度的美国“轨道碳观测者”2号以及我国新发射的首颗嗅碳卫星。