超临界-密相CO2 管道输送工艺仿真及优化
2023-12-21王超赵建帮
工程建设与设计 2023年23期
王超,赵建帮
(1.中船第九设计研究院工程有限公司,上海 200063;2.大连船舶重工集团有限公司,辽宁 大连 116006)
1 引言
因温室气体排放造成的全球气候变化问题日益严峻,控制温室气体排放已成为各国争相实现的目标。2020 年9 月,我国提出二氧化碳排放力争于2030 年前达到峰值,并努力争取2060 年前实现碳中和。虽然可以通过大力发展清洁能源技术、提高自然生态系统固碳能力等措施实现,但未来几十年化石能源仍将是人类最主要的能量来源,而二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)是化石能源实现低碳化利用应对碳达峰和碳中和目标的唯一技术选择[1]。
二氧化碳(CO2)输送是CCUS 的中间关键环节,具体是指将捕集的CO2输送到可利用或封存场地的过程。根据运输方式的不同,可分为罐车运输、船舶运输和管道运输。但无论是在陆地上还是在海上,CO2的超临界相/ 密相管道输送都是长距离规模化运输CO2的有效且安全的方法。
2 超临界-密相CO2 管道输送工艺简介
CO2的相态图如图1 所示。CO2的超临界相是指其温度和压力均大于临界压力和温度的状态,具有低黏度、高密度以及常见杂质对其影响小的特点,而CO2的密相是指其压力高于临界压力而温度低于临界温度的状态。在许多工程中,超临界CO2管道后段随着温度的降低会转变为密相输送[2]。对于大输量、长距离、途经人烟稀少区域的CO2管道,优先采用超临界或者密相输送[3]。但为了确保CO2管道的输送安全和低运行成本,需要控制管输介质在输送过程中维持稳定的相态,避免出现气液两相流。……
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