海底封存條件下二氧化碳-鹽水體系界面張力實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、基于二氧化碳排放量的日益增多，以及二氧化碳的海底封存技術(shù)的巨大潛力，本文為分析研究二氧化碳在海底長期封存理論是否可靠，通過實(shí)驗(yàn)手段模擬海洋工況，對界面張力這一重要參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量。本文選取了四組溫度（溫度范圍285-300K），十三組壓力（壓力范圍3.0-9.0MPa），五組濃度（濃度范圍0-1.8mol/L），每組工況下重復(fù)五次實(shí)驗(yàn)；共計(jì)260個工況、1300組實(shí)驗(yàn)。本文在實(shí)驗(yàn)方法上選用了懸滴法準(zhǔn)靜態(tài)測量。兩相密度數(shù)據(jù)模型選用國家標(biāo)準(zhǔn)

2、與技術(shù)研究所提供的化學(xué)數(shù)據(jù)和中國科學(xué)院地球深部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供的實(shí)證模型。本文在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中加入了自主研究設(shè)計(jì)的預(yù)飽和鹽水容器。裝置可以同時分離出飽和了二氧化碳的鹽水溶液以及飽和了鹽水溶液的二氧化碳，并且實(shí)現(xiàn)了使二氧化碳與鹽水預(yù)先飽和的預(yù)想。
　　通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，溫度的升高會使飽和鹽溶液兩相密度差隨之增大，不過壓力的增大將導(dǎo)致飽和鹽溶液兩相密度差隨之減小。并且當(dāng)溫度或壓力較高時，密度差幾乎不在隨著其他變量改變。在本文實(shí)驗(yàn)工況下，密度

3、差出現(xiàn)了極高和極低兩級分化的情況。其主要原因是二氧化碳在低溫并不存在超臨界態(tài)；且氣相二氧化碳壓縮性強(qiáng)，在其發(fā)生相態(tài)改變的時密度差也隨之迅速改變。同時，本文還發(fā)現(xiàn)不同溫度壓力下，界面張力隨密度差變化較為規(guī)律。當(dāng)密度差較低時（小于600kg/m3），界面張力值幾乎不隨密度差改變；當(dāng)密度差較高時（大于700kg/m3），界面張力隨密度差的增大而迅速增大。
　　實(shí)驗(yàn)研究表明，在與溫度和壓力的關(guān)系方面，界面張力與密度差的表現(xiàn)大致相同。壓力的