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(zhǎng)期封存理論是否可靠，通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段模擬海洋工況，對(duì)界面張力這一重要參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)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(gè)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(cè)量。兩相密度數(shù)據(jù)模型選用國(guó)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(guó)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(shí)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(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，溫度的升高會(huì)使飽和鹽溶液兩相密度差隨之增大，不過(guò)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(shí)，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(jí)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?jí)嚎s性強(qiáng)，在其發(fā)生相態(tài)改變的時(shí)密度差也隨之迅速改變。同時(shí)，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(shí)（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(shí)（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