二氧化碳驅替瓦斯的案例
comsol注二氧化碳驅替瓦斯 ￥100
二氧化碳是造成溫室效應的主要原因，甲烷是煤礦生產的主要危害，同時又是一種新型的潔凈能源。然而我國煤層滲透率普遍較低，不利于甲烷的抽排，注入二氧化碳驅替甲烷可以顯著提高采收率。因此，從環保、安全和能源的角度來講，注入二氧化碳驅替煤層甲烷的開展具有重要意義。
基于 Darcy 滲流理論、Fick 擴散理論、擴展Langmuir 吸附理論以及氣體狀態方程，構建了氣體連續運動耦合方程，利用 Comsol Multiphysics 有限元數值模擬軟件進行了不同注氣壓力和不同滲透率條件下的注二氧化碳驅替甲烷數值模擬。數值模擬結果與實驗結果趨勢吻合，驅替效果良好。注氣壓力和滲透率顯著影響驅替效率，注氣壓力提高導致二氧化碳突破出氣口和置換完成的時間縮短；滲透率越低置換所需時間越長，驅替進展越緩慢。
展開 氮氣驅替煤層瓦斯仿真 ￥800
氮氣驅替煤層瓦斯是一種常用的安全措施，用于減少煤礦瓦斯爆炸的風險。煤層瓦斯是在地下煤礦中產生的一種可燃氣體，其主要成分是甲烷。當瓦斯濃度超過一定范圍時，與空氣形成可燃氣體混合物，一旦受到火源的引燃，就有可能引發爆炸事故。為了減少煤礦瓦斯爆炸的風險，常采用氮氣驅替的方法。該方法通過向煤礦中注入大量的氮氣，將瓦斯排出礦井，并將其稀釋到安全濃度以下。
本案例基于COMSOL軟件仿真了煤層受到力學作用下的瓦斯驅替過程，仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友，可下載模型交流！
展開 煤層注氣驅替瓦斯數值模擬 ￥200
本模擬為煤層注氣驅替瓦斯，采用pde模塊模擬瓦斯擴散、滲流過程，參考文獻為注氣驅替煤層瓦斯時效特性影響因素分析，有意購買者請聯系QQ1045343728.
CO2傳感器探頭KCD-HP應用于二氧化碳搖床中二氧化碳濃度控制
二氧化碳搖床（又稱CO2搖床培養箱）是一種結合了二氧化碳培養箱和搖床功能于一體的精密生物培養設備，廣泛應用于對溫度、振蕩頻率有著較高要求的細菌培養、發酵、雜交和生物化學反應以及酶、細胞組織研究等。在醫學、生物學、分子學、制藥、食品、環保等研究應用領域有著廣泛而重要的應用。
二氧化碳搖床的工作原理是利用CO2作為培養細胞的氣體成分。在細胞培養過程中，細胞需要O2進行呼吸作用，同時還需要CO2作為代謝產物排放。二氧化碳搖床通過控制氣體成分的供應和釋放，模擬細胞自然環境，提供穩定的氣體濃度和流動條件，從而促進細胞生長和分裂。
與傳統的手動震蕩培養箱相比，二氧化碳搖床具有以下優勢：精確控制二氧化碳濃度，二氧化碳搖床可以精確控制二氧化碳的濃度，使細胞得到適宜的生長環境。而手動震蕩培養箱無法保證二氧化碳濃度的準確性；
穩定氣流和振蕩效果，二氧化碳搖床采用數字控制技術，可以實現穩定氣流和振蕩效果。而手動震蕩培養箱可能因為操作不當或者震蕩力度不夠而影響細胞生長；
節約時間和成本，使用二氧化碳搖床可以自動化地完成氣體調節和振蕩運動，減少了人工干預的時間和成本；可編程性，二氧化碳搖床可以根據實驗需求進行程序化設置，提高實驗效率并重復性好。
其工作原理主要包括以下幾個方面：
溫度控制： 二氧化碳搖床內部配備有加熱元件和溫度傳感器，能夠精確控制培養環境的溫度，通常設置在37℃（哺乳動物細胞培養的常用溫度）。
濕度控制： 通過水盤或蒸汽發生器維持培養箱內的高濕度環境，防止培養基蒸發，確保細胞培養的穩定性。
二氧化碳濃度控制： 設備通過內置的CO2傳感器探頭監測培養箱內的二氧化碳濃度，并通過調節CO2氣體的輸入來維持恒定的CO2濃度（通常為5%）。 二氧化碳與培養基中的碳酸氫鹽緩沖系統相互作用，維持培養基的pH值穩定。
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CCUS碳捕集-二氧化碳捕集技術匯總
CCS（carbon capture and storage）即二氧化碳的捕集和封存技術，是將CO2從電廠等工業或其他排放源分離，經富集、壓縮并運輸到特定地點，注入儲層封存以實現被捕集的CO2與大氣長期分離的技術。在此技術基礎上發展出CCUS。
碳捕集、利用與封存技術（CCUS，Carbon Capture，Utilization and Storage）是將二氧化碳從化石燃料電廠或工業設施中捕集提純，然后通過運輸投入新的生產過程加以利用，最終實現有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運輸、長期封存三個環節基礎上增加了對二氧化碳利用的環節，目前主要利用方式包括提高采收率、食品級二氧化碳精制，以及其他工業利用方式。與CCS相比，CCUS可以將二氧化碳資源化，能產生經濟效益，更具有現實操作性。
簡單來說，CCUS技術即為將二氧化碳捕集起來，然后繼續再利用或者封存起來的技術。那么，二氧化碳的捕集技術有哪些呢？
1、化學吸收法
化學吸收法是指化學溶劑通過與CO2發生化學反應，對二氧化碳進行吸收，當外部條件如溫度發生或壓力改變時，使得反應逆向進行，從而達到二氧化碳的解析及吸收劑的循環再生的目的。二氧化碳捕集流程圖如下圖所示：
其基本過程為：煙氣在脫硫、脫硝后，經引風機從底部進入吸收塔，同時吸收液從吸收塔的頂部噴淋而下，煙氣和吸收液在吸收塔內接觸后發生反應。
展開 焦炭燒損控制措施與二氧化碳的炭熔反應
我們認為，在系統設備運行、操作以及工藝指標控制等正常的情況下，焦炭燒損的反應主要還是與二氧化碳的炭熔反應，即 C + CO2 = 2CO。
在氣體循環過程中，由于焦炭揮發分的不斷析出和空氣導入量增加，造成循環氣體中 CO 及CO2 含量逐漸升高，CO 經過燃燒也轉化為 CO2，由于二氧化碳相對來講是惰性氣體，故造成循環系統中二氧化碳的逐漸升高。
C02 與焦炭在高溫下也會發生反應，下表列出了不同溫度下 C02 反應的吉布斯自由能。C02 反應的吉布斯自由能在 730℃時為-6.6kJ／mol，即在此溫度下就可以與焦炭自發進行反應。在干熄焦的生產運行過程中，循環氣體從干熄爐底部進入，與自上而下的熾熱焦炭進行逆流接觸和換熱，在此過程中當溫度達到 730℃以上時，C02 就會與熾熱的 C 反應生成 CO，造成焦炭質量的燒損，隨著溫度的升高，反應會逐漸劇烈。而正常生產時，干熄焦循環氣體中 C02 體積百分比很大，因此該反應是影響干熄焦炭燒損的重要因素。
根據以上分析，為從根本上減少焦炭的燒損，必須降低循環氣體中二氧化碳的含量，控制燒損在可控范圍內，是必須采取的重要措施。降低循環氣體中二氧化碳的含量可以采取多種手段，譬如變壓吸附法、本菲爾法、有機胺吸收法等。經過分析對比，考慮投資、運行成本、操作等各方面因素，我們建議采用有機胺吸收法比較經濟合理。
（1）基本工藝流程及參數
按照干熄焦循環氣量 150000m3/h，系統新增 980m3/h 二氧化碳（前述）、設計 1200m3/h 計算，最終控制系統二氧化碳含量不大于 4% ，則需要抽出 40000m3/h 循環氣進行脫碳。工藝流程見圖 1。
展開 二氧化碳發電來了！全國產化！
以上是傳統套路，而只要將二氧化碳好好利用一番，就能不走尋常路
在當前節能減排的大背景下，全球范圍內電廠都在致力于提高效率。在蒸汽發電領域，提高蒸汽溫度有助于提升發電效率。不過一旦蒸汽溫度達到700攝氏度，二氧化碳循環將比現有的水蒸汽循環更有效率。
具體的做法就是將二氧化碳升壓、加熱，使其壓力和溫度超過一定限值，處于“超臨界”狀態，兼具氣體特性和液體特性。此時的二氧化碳體積比常溫常壓時的氣態有明顯減小，這樣一來，渦輪機的尺寸就可以減小。
昨天（12月8日），我國自主研發建造的國內首座大型二氧化碳循環發電試驗機組完成72小時試運行，在西安華能試驗基地正式投運。
剛剛投運的二氧化碳循環發電試驗機組，看上去比傳統的水蒸氣機組小了不少。它身體里流動的不再是水和蒸汽，而是二氧化碳。
循環利用二氧化碳驅動發電機發電，與傳統蒸汽發電相比具有三大優勢。
據華能西安熱工研究院董事長蘇立新介紹，一是體積小，同等裝機容量，二氧化碳發電機組體積只有蒸汽機組的1/25；二是效率高，在600℃溫度下，發電效率比蒸汽機組高3至5個百分點；三是污染小，采用二氧化碳機組的燃煤電廠，單位發電量碳排放強度可減少10%。
這臺由我國華能集團歷經7年自主研發制造的二氧化碳循環發電試驗機組，攻克了近千項技術難題，核心設備國產化率達到100%，申請專利超過400項。
展開 天然鉆石/人工鉆石，燒一燒都是二氧化碳
2018年，美國聯邦貿易委員會更改了已沿用60余年的鉆石定義，將“天然”二字從定義中刪除，官方公開承認鉆石無論是自然形成，還是人工生成，都是鉆石。 天然鉆石的市場確實撐不住了，這是今年鉆石價走勢，而且不僅一手市場跌得明顯，二手市場鉆石價更是低到讓你無法接受，可能還不及原價的百分之一，等于買到手里就砸手里
如果你不信可以去附近當鋪問問，或者在網上賣一下試試。
千萬不要去品牌商的柜臺，因為他們一毛錢都不會出。鉆石值多少錢，不是你買它的時候花多少錢，而是你賣它的時候值多少錢。
那有人說，你說的這一切，只能說明鉆石不值錢，但我結婚時，是為愛消費，即便它只值1000，我也愿意花十萬去買，因為鉆石是世界公認最堅硬的天然物質，代表愛情的永恒！
那么，最堅硬，就能代表永恒嗎？就能一顆永流傳嗎？
它雖然硬，但脆啊，受沖擊時已損壞，而且高溫下還會燃燒。
你看金啊，到1000度以后，大不了融化了，成為液態黃金，但還是金啊，溫度降低后又變回固態黃金。但鉆石呢，1000度就變成二氧化碳飛走了，再也不會回來了，不信我給你試試。
基于錢包厚度，買了塊原石，沒有打磨很不純凈的，和十萬塊錢的鉆石比化學成分完全一樣，就是雜質多了點，湊合燒。
燒了2分鐘，變化不大，給它周圍增加點兒氧氣濃度，助助燃。就剩這么一點了，不燒了，突然不忍心燒它了。
結婚要買鉆石嗎？這個世界有人發明規則，有人就心甘情愿地在規則里，那么你呢？
展開 二氧化碳人工合成淀粉需要幾步？看這里→
中國科學家成功構建從二氧化碳人工合成淀粉僅需11步反應的途徑！
在中國科學院天津工業生物技術研究所實驗室，科研人員展示人工合成淀粉樣品。
9月23日，中科院召開新聞發布會宣布，中國科學院天津工業生物技術研究所在淀粉人工合成方面取得突破性進展，在國際上首次實現二氧化碳到淀粉的從頭合成。相關成果北京時間24日由國際知名學術期刊《科學》在線發表。
目前，淀粉主要由玉米等農作物通過自然光合作用固定二氧化碳生產，合成與積累涉及約60步代謝反應以及復雜的生理調控，理論能量轉化效率僅為2%左右。農作物種植通常需較長周期，并使用大量土地、淡水等資源和肥料、農藥等農業生產資料。
中國科學院天津工生所研究團隊，采用一種類似“搭積木”的方式，從頭設計出11步主反應的非自然二氧化碳固定與人工合成淀粉新途徑，在實驗室中首次實現從二氧化碳到淀粉分子的全合成。核磁共振等檢測發現，人工合成淀粉分子與天然淀粉分子的結構組成一致。
天津工生所聯合中科院大連化學物理研究所，利用化學催化劑將高濃度二氧化碳在高密度氫能作用下還原成碳一化合物，然后通過設計構建碳一聚合新酶，依據化學聚糖反應原理將碳一化合物聚合成碳三化合物，最后通過生物途徑優化，將碳三化合物聚合成碳六化合物，再進一步合成直鏈和支鏈淀粉。
實驗室初步測試顯示，人工合成淀粉的效率約為傳統農業生產淀粉的8.5倍。按照目前技術參數推算，在能量供給充足條件下，理論上1立方米大小的生物反應器年產淀粉量相當于5畝土地玉米種植的淀粉年平均產量。
相關成果使淀粉生產的傳統農業種植模式向工業車間生產模式轉變成為可能，并為二氧化碳原料合成復雜分子提供了新技術路線。
展開 變壓器的碳足跡和減少二氧化碳排放的潛力
表10 電能節約潛力
L.全球變壓器二氧化碳排放的節約潛力
從表9的計算結果可以看出，采用改進的設計可以減少變壓器的CO2排放。例如，與設計1相比，設計2、設計3和設計4的生命周期CO2排放量分別為91%、70%和56%。低損耗變壓器節省電能如表10所示。
據聯合國《U4E-2017》報告估計，2020年世界用電量為24222TWh，變壓器產生的能量損失為1181TWh /年。
到2020年，電力系統每年增加變壓器的數量估計為1,225,000MVA，到2045年預計將增加一倍。
這里計算了使用這四種設計來減少全球變壓器CO2排放的潛力。
據假設，全球電力系統變壓器的新增數量從2020年的122.5萬MVA的水平以每年4%的復合速度增長。系統中現有變壓器的基礎排放被認為是不變的。即使每年有5%的現有高損耗/變壓器被低損耗設計取代，其節省的潛力也會高得多。
從2020年到2045年電力系統變壓器的估計年增加量和累計增加量見表11。
表11 預計變壓器年增加量及累計增加量
假設使用上述4種不同的設計方案，并如圖2所示，計算2020年至2045年新變壓器排放的增加量。
圖2 排放水平情景(2020 - 2045年)
4. 結 論
根據四種不同的損耗水平，計算了1000kVA變壓器從出生到終老的碳足跡。可以看出，在歐盟指令引入之前，符合典型設計的變壓器的壽命碳排放量為496.9噸。如果采用設計4中的高效變壓器，壽命排放降低到276.7噸，降低了44%。
本文進一步評估了采用這四種設計方案的變壓器的全球碳減排潛力。
展開 每年使用CAESES減少的二氧化碳排放量
綜上所述，我們估計2019年的二氧化碳減排量為2835288噸。考慮到許多假設和粗略的數字，我們認為應該在分析中引入一個足夠保守的安全系數2。四舍五入后，我們得到了每年140萬噸二氧化碳減排量，也就是說，遠遠超過100萬。
這與其他來源的排放量對比如何？德國一個標準的半獨立式家庭住宅每年要燃燒大約1.5噸的石油來供暖，排放大約3.9噸的二氧化碳。這意味著，上述二氧化碳減排量相當于35萬套私人住宅的排放量，相當于為慕尼黑等德國大城市的居民提供舒適的住所數量。
自下而上的途徑
讓我們看一下具有代表性的船舶，以自下而上的方法 估算二氧化碳的排放量。容量為4100個標準箱的集裝箱船的發動機功率為37000 kW，通常每年在海上航行約6000小時。燃料消耗約為0.166千克/千瓦時。假設利用率為75％，能耗改善率為4％，每年可節省約1100噸燃料，這些節省的燃料相當于一艘單體船每年排放約3000噸二氧化碳。
第二個例子，讓我們分析一臺運轉速度較慢的阿芙拉型油輪，發動機功率為13500 kW。與集裝箱船類似的假設，每年節省的燃料約為400噸，二氧化碳排放量略高于1000噸。因此，通過自上而下方法對1萬艘船所預估的140萬噸二氧化碳排放量似乎確實非常保守。
除了生態影響之外，自然還有經濟因素。提高能源效率很容易降低航運的運營成本。IF380的國際燃油價格為每噸430歐元(2019年2月)。因此，集裝箱船和阿芙拉型油輪的年度成本分別減少了47.3萬歐元和17.2萬歐元。從大多數船舶運營20年來看，這將會累積到一個相當大的數字。
總結
我們認為，由上而下或由下而上的方法得到的數字，哪一個更準確或更可靠，也許并不那么重要。
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綠色技術 | 新型二氧化碳化學鏈礦化利用CCUS技術
新型二氧化碳化學鏈礦化利用CCUS技術應用示范裝置
來源：國家綠色技術交易中心
大型釀酒廠危害氣體乙醇和二氧化碳的監測
其中，乙醇和二氧化碳作為釀酒過程中產生的主要危害氣體，對環境和人體健康造成了潛在的威脅。因此，對大型釀酒廠中的乙醇和二氧化碳進行有效監測至關重要。
乙醇作為一種揮發性有機化合物，在釀酒過程中大量產生。當乙醇濃度過高時，不僅會對工作人員的健康造成影響，還可能引發火災等安全事故。因此，對釀酒廠中乙醇濃度的實時監測至關重要。
除了乙醇外，二氧化碳也是釀酒過程中產生的另一種重要危害氣體。在釀酒過程中，酵母菌通過發酵作用產生大量的二氧化碳。如果二氧化碳濃度過高，會導致工作環境惡化，甚至引發窒息等危險情況。因此，對釀酒廠中二氧化碳濃度的監測同樣不可忽視。目前，常用的二氧化碳監測方法包括電化學傳感器法、非分散紅外法等。這些方法能夠快速、準確地監測釀酒廠中二氧化碳的濃度變化，為安全生產提供有力保障。
二氧化碳可能會構成安全威脅。CO2濃度上升時，人們可能會開始感覺到疲倦。高濃度CO2可導致意識喪失，甚至死亡。二氧化碳可能會上升至危險水平的行業包括釀造以及碳酸飲料行業，以及葡萄酒廠。因此，非常有必要在每個存在CO2集聚或泄露的場所監測二氧化碳的濃度。
大部分國家都設定了工作場所CO2暴露濃度限制。例如，在美國，OSHA（職業安全健康管理局，美國勞工部）設置的CO2暴露濃度限制為，在8小時的勞動班次期間，工作場所內的CO2暴露濃度不得超過5000ppm。
為了確保監測數據的準確性和可靠性，大型釀酒廠需要建立完善的監測體系。首先，應選擇合適的監測點位，確保能夠全面反映釀酒廠中乙醇和二氧化碳的分布情況。其次，應定期對監測設備進行維護和校準，確保其正常運行和準確測量。此外，還應建立數據分析系統，對監測數據進行處理和分析，及時發現潛在的安全隱患。
展開 二氧化碳永久封存于海底沉積物“不是夢”
將二氧化碳永久封存于海底沉積物?科學家最近一項基于物理模型的數值研究，為推動這一夢想從理論變成現實邁出了堅實一步。
北京大學工學院院長張東曉課題組4日在美國《科學》雜志子刊《科學進展》上發表論文，介紹了二氧化碳地質埋存方面的最新成果。
二氧化碳地質埋存是通過技術手段將二氧化碳封存于地下，阻止其排放到大氣中，被認為是目前降低溫室氣體含量、緩解溫室效應的重要手段之一。二氧化碳常規埋存選址包括深部咸水層、廢棄油氣田以及深部的煤層。盡管這些埋存方式具有很好的應用前景，但由于二氧化碳在地層中會出現上浮狀況，因此依舊存在泄漏風險。多國科學家的目光“瞄”向了深海沉積物。
近年來，張東曉課題組對二氧化碳注入海底沉積物中的長期演化過程在計算機中展開數值研究，并評估了“封存”效果。
研究發現，在高壓、低溫環境中，液態二氧化碳的高密度會引起呈下沉狀態的“負浮力”，再加上二氧化碳與水反應生成二氧化碳水合物并阻塞流動通道，可以對二氧化碳在地層中的上浮情況起到很好的阻礙作用，從而實現二氧化碳安全、穩定、永久的封存。另一方面，用該方法封存的二氧化碳不會與海水接觸，避免了常規深海二氧化碳封存可能引起的對海洋生態環境的負面影響。
“這項物理模型的數值研究證實，將二氧化碳封存到深海沉積物中不是一個夢。”張東曉表示，此研究為二氧化碳地質埋存提供了除陸地之外的一個新的解決方案，將可埋存地點擴大到了廣闊的海洋沉積物，對未來全球二氧化碳減排及埋存選擇具有重要意義和應用前景。
張東曉介紹，由于深海地質埋存所需的作業設施類似于海域天然氣水合物(可燃冰)開采所使用的半潛式海上平臺，而且二氧化碳的注入有利于可燃冰
文章來源：新華網
展開 教程(三）煤層中二氧化碳地質封存案例
教程(三）煤層中二氧化碳地質封存案例
