【案例分析】CO2吸附&温度控制压力室

提出问题

Seren项目由卡迪夫大学环境岩土研究ZX（GRC）和英国地质调查局 (BGS)合作领导，它是欧洲区域发展基金(ERDF)资助的一个研究项目，旨在地球能源主题内开发可以商业应用的创新工程技术，包括地源热、煤炭地下气化、煤炭和土壤中的碳封存、地理信息学：低碳工具和高级计算模型。

Seren多功能气体实验室拥有先进、专业的试验设施，其设计与建设的目标是支持地球资源应用中与工程方面有关的商业和研究需求。该实验室是环境岩土研究ZXSeren项目的一部分。产业 合作是该项目的基石，将确保研究的商业价值ZD化。

实验室的主要目标是研究气体注入或抽离过程中，不同类型的岩石会有何不同的反应特性。实验室可以提供气体储存、产率、产量及其可能发生的结构变化相关的资料，这些资料的价值在于可以确定现场大规模生产的运行极限，进而应用于新的地球能源开发，如二氧化碳封存、非常规油气资源开发。相关试验数据也将编制为具体厂址下的可行性研究报告。据悉，应用这些新成果的公司将拥有巨大的商业优势。

为了更好地了解不同岩石类型与气体的反应特性，GRC需要定制一些设备。根据我们提出的设计方案，我们咨询了GDS仪器公司，并提出这种想法及研发相关设备的需求。经过多次协商和讨论后，我们对其中一个解决方案达成一致，以满足我们的测试要求。

图1 Seren多功能气体实验室

解决方案

该定制仪器主要用于研究岩石在一定压力和温度范围内的气体运移和反应特性。

该仪器由以下两个单元组成:

1） 吸附/解吸测量单元。该压力室包含一对腔体，其中一个腔体储存试样，另一个腔体存放已知体积的气体。两个腔体是相同的，然后在等温条件下测量吸附过程中试样腔体内的压力衰减。

2）气体运移和渗透率测量单元。在GDS高压温控三轴系统（HPETAS）的基础上,增加一个质量流量传感器用于精确测量气体的渗透率，同时也为气体成分分析提供了样品提取选项。

图2 GDS公司和卡迪夫大学设计的CO2吸附压力室

与常规吸附/解吸和渗透率测量相比，该实验室可以更精确的再现深部地质环境条件。

试验结果

结合大量的数值模拟方案，这些实验设施目前正用于研究威尔士煤层中碳封存过程。

该研究将使Seren团队能够为威尔士工业提供先进、专业的产品和成果，并促进了新兴地球能源领域 “专家ZX”的创建。

结论与致谢

“Seren多功能气体实验室由 GRC支持建设，研究了原位条件下高压气体与煤之间的气体输运和反应特性。主要实验设备吸附压力室和三轴压力室由GDS公司制造。在我们的研究中，压力、温度和流量等试验参数的准确获取至关重要。GDS生产的高精度设备不仅满足了我们的试验需求，而且使我们获取了高质量的数据。与这些友好且博学的员工一起工作是很好的经历，我本人对GDS的高质量服务和专业支持极力推荐。”

———Mojgan Hadi Mosleh 环境岩土研究ZX

关于“英国卡迪夫大学环境岩土研究ZX”

英国卡迪夫大学环境岩土研究ZX（GRC）依托于卡迪夫工程学院。 该学院是欧洲知名的教育ZX，拥有现代化的实验室和先进的计算机设施。GRC的使命是承担研发，提供领导和教育，参与环境岩土领域前沿的行业。GRC涉及的工作范围很广泛，从地方、国家和国际层面的基础研究和探索性研究，到通过知识产权和技术转让产生商业应用的诸多行业 。该研究ZX还提供博士、研究型硕士及理学硕士相关的专业课程教育。