高圧下における二酸化炭素の挙動に関する研究

二氧化碳在高压下的行为研究

• 批准号: 03203211
• 负责人: 田中 彰一
• 金额: $ 2.43万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03203211/
• 关键词: 温室効果; 環境; 二酸化炭素; 相挙動; ハイドレ-ト; クラスレ-ト; 海洋; 気液平衡

温室効果ガスとしての二酸化炭素(CO_2)の大気中濃度の増加の抑制は早急な対応を要する課題の一つである。その方策として、最近、CO_2をクラスレ-ト(ハイドレ-ト)の形で深海中に封入するシステムの可能性が研究されている。本研究は、この海洋封入システム設計において最も基本となる低温高圧下におけるCO_2と海水の相挙動特性の測定と海水中にCO_2を投入した時の挙動の数式モデル化を目的とした。(1)Lw‐H‐Vの三相平衡 気液平衡装置(PVT装置)を用いて、約2.6℃の温度条件下において、CO_2と水を一定割合で混合した試料の容積と圧力の関係の測定及びハイドレ-ト(H)生成過程の観察を行った。ハイドレ-ト生成圧力は、2.1〜2.9MPaと実験により異なる値が得られた。一方、ハイドレ-ト解離圧力は約1.45MPaと一定の値を示した。(2)Lw‐Hの二相領域 CO_2の混合割合の小さい(モル分率0.0468以下の)試料を用いた実験では、Lw‐H‐Vの三相領域からさらに圧力を上げていくとLw‐Hの二相領域が現れた。このハイドレ-トが水相内の全体にわたって生成した状態は約29MPaまで安定に継続することを確認した。海洋中で一旦生成したハイドレ-トは、CO_2濃度が変化しない限り安定な状態を保つと考えられた。(3)CO_2の封入モデルに対する検討 CO_2と水のハイドレ-ト生成・解離においては、安定(平衡)状態に達するまでに大きな時間遅れがあること、及び、ハイドレ-ト生成時においては、混合試料の攪拌状態によって異なる生成圧力が得られることが確認された。CO_2の海洋封入システムの検討では、相挙動の計算モデルにこの時間的要素や攪拌効果を考慮する必要がある。現在は、化学ポテンシャルを用いた計算モデルで相平衡の計算を行っているが、今後は、これらの要素を組み入れた形へ改良していく予定である。

The effect of greenhouse gas on the inhibition of the increase of carbon dioxide (CO_2) concentration in high atmosphere is an important problem for early response. Recently, the possibility of CO_2 trapping in the deep sea has been studied. This study aims to determine the phase characteristics of CO_2 and seawater under low temperature and high pressure and to determine the phase characteristics of CO_2 and seawater under low temperature and high pressure (1)Lw A three-phase equilibrium-liquid equilibrium apparatus (PVT apparatus) was used to determine the relationship between the volume and pressure of the sample and to observe the formation process of hydrogen (H) at a temperature of about 2.6℃. The pressure generated by the gas turbine is 2.1 ~ 2.9MPa. The pressure drop of a single cylinder is about 1.45MPa and a certain value is indicated. (2)Lw The mixture of CO_2 in the two-phase domain of Lw-H and CO_2 in the two-phase domain of Lw-H was separated from each other by a small amount (the fraction of CO_2 was less than 0.0468). The overall stability of the water phase was confirmed at about 29MPa. Once the ocean is formed, the CO_2 concentration will change and stabilize. (3)CO 2. The time required for the formation of CO_2 and water in a stable (equilibrium) state is determined by the pressure generated during the mixing of the mixed sample and the stirred state. It is necessary to consider the factors of time and stirring effect in the calculation of CO_2 ocean entrapment system. The calculation of phase equilibrium is performed in the present and future, and the composition of the elements is improved.

项目成果

田中 彰一: "高圧下における二酸化炭素の挙動に関する研究" 第8回エネルギ-システム・経済コンファレンス講演論文集. 357-360 (1992)

Shoichi Tanaka：“高压下二氧化碳行为的研究”第八届能源系统与经济会议论文集 357-360（1992）。

長縄 成実: "CO_2ガスハイドレ-トの生成・解離状態の計測" 平成4年度石油技術協会春季講演会にて発表予定。. (1992)

Narumi Naganawa：“CO_2气体水合物的形成和解离状态的测量” 预定在1992年石油技术协会春季会议上发表。