含气体杂质超临界CO2管道输送特性研究

摘要

CO2管道输送是碳捕集利用与封存(CCUS)过程中的一个重要环节。对诸如从高含CO2的天然气等烃类中捕集的CO2,所含杂质组分主要为CH4,根据标准设定组分杂质含量,用PR方程计算不同杂质含量的CO2多元体系的物性参数。结果表明,在一定温度压力下,密度和黏度会发生突变,比热容会出现极值,与纯CO2对比,在CO2中加入杂质改变物性突变位置。设定甲烷的物质的量分数为1%,其他杂质SO2、He、H2、CO、N2、O2、Ar、N2、C2H6和H2S物质的量分数分别为1%、3%和5%,利用HYSYS计算CO2三元体系的管输参数,发现除SO2外其他杂质使超临界CO2管道输送压降增加,H2S对管道输送压降影响很小,H2和He对管道压降影响较大,气体杂质对超临界CO2管输温降基本没有影响。因此,在管道运行过程中,应尽量避免CO2中H2杂质的存在。所得结果为超临界CO2管道设计和安全高效运行提供科学依据。