关键词：高粘物料、输送、双螺杆泵、工作原理、剪切、分子量。
中图分类号：TH3文献标识码：A
1.引言
聚碳酸亚丙酯（PPC）是由二氧化碳和环氧化物单体通过共聚合反应合成的一种新型脂肪族聚碳酸酯，具有良好的可生物降解性能，是一类极具发展前景的环境友好材料，正越来越受到世界各界人士的关注和重视。
本项目产品聚碳酸亚丙酯（PPC）属不结晶树脂，为粘稠糊状气、固、液混合物，易挥发，粘度200万cp以上，分子链柔性大，分子量分布很窄，为1.05～1.5之间，分子量可从几万到十几万。由于其特殊的物料特性及工艺要求，高粘度PPC在输送过程中必须采用剪切力小、自吸能力强、输送量大及出口压力高的设备来进行物料的输送。而双螺杆泵在同类输送设备中，能完全满足以上要求。本文结合作者工作实践，提出双螺杆泵工作原理、工作特点，及在代替其他输送设备（齿轮泵）在生产运用中工作情况，旨在说明此设备在PPC高粘物料输送过程中的低剪切、高可靠性等优点，更好地为安全生产服务。
2.输送原理及输送工艺情况
2.1.工作原理
双螺杆泵输送原理是通过泵体中主、从动螺杆的相互啮合，以及螺杆和泵体孔的配合，在泵体中形成一个个密封空腔，在螺杆转动时，这些密封空腔连续向前移动，推动密封腔中的液体物料到出口排出，实现输送的目的。本项目产品输送设备采用外置轴承的双螺杆泵，由双螺杆泵的输送原理可知，对于外置轴承的双螺杆泵，通过轴承定位，两根螺杆在衬套中互不接触，螺旋之间保持恒定的间隙（其间隙值由工况及泵本身规格决定），螺杆外圆与衬套内圆面也保持恒定的间隙不变。两根螺杆的传动由同步齿轮完成。齿轮箱中有独立的，与泵工作腔隔开。此种结构大大拓宽了双螺杆泵的使用范围，可输送大量的高粘介质（最高粘度可达3*106mm/s）。
2.2.输送工艺流程
图1.输送工艺流程图
如上图首先进入双螺杆泵的聚碳酸亚丙酯（PPC）物料储存于储罐内，储罐为常压，生产运行状态下，靠物料自身重力及双螺杆泵的较强自吸能力保证足够的供给量。然后通过双螺杆泵输送到下游工序，其中双螺杆泵与下游挤出机设备之间靠管道连接，之间管道较长，受现场条件及物料本身较高粘度制约，利用双螺杆泵运行过程中产生的较高出口压力输送到下游挤出设备，达到工艺连续运行的目的。
3.结构特点
双螺杆泵由于其恒定间隙的存在以及型线上的特点，其属于密封型容积泵，因此除了输送纯液体外，还可输送气体和液体的混合物，即汽液混合物的输送；双螺杆泵由于结构的独特设计，可以自吸而无须专门的自吸装置，而且由于轴向输送轴流速度较小而具备很强的吸上能力即很小的NPSHr值；双螺杆泵在输送过程中无剪切，无乳化作用，因此不会破坏分子链结构和工况流程中所形成的特定的流体性质，并且由于传动依靠同步齿轮，泵运转噪音低，振动小，工作平稳；双螺杆泵还可干转。由于运动部件在工作时互不接触，因此短时的干转不会破坏泵元件，这种特点给自动控制的流程提供了极大的方便。另外，正确的选用设备材料，双螺杆泵还可输送很多具有腐蚀性介质（酸、碱等性质）。
图2.双螺杆泵结构图
4.应用情况
本项目使用单位在聚碳酸亚丙酯（PPC）输送设备的选型上进行了多次试验，已成为生产工艺流程化的关键工艺及问题，先后使用过内啮合齿轮、凸轮泵及齿轮泵，出现了传动轴弯曲、实际输送流量与理论输送量相差大等问题。且此类型输送设备对物料产生的剪切力较大，破坏了物料的分子链结构，降低了产品的质量指标，影响产品品质。
针对聚碳酸亚丙酯（PPC）的特点，并结合双螺杆泵的输送原理及特点，采用双螺杆泵进行PPC物料的输送，经过多次试验，解决了生产中遇到的诸多难题。
难题1：利用双螺杆泵较强自吸能力，解决了上游工序为常压的情况下，高粘混合物料正常连续化供应难题，满足了生产过程中气、固、液混输问题；
难题2：因聚碳酸亚丙酯（PPC）混合物料具有一定腐蚀性，且易挥发，必须保证在密封环境下进行，利用双螺杆泵自身良好密封性及可输送腐蚀性介质的特点，解决了输送设备输送物料时易气化挥发的问题，减少物料损失，且不会因气体的挥发而造成环境污染；
难题3：受聚碳酸亚丙酯（PPC）自身性能影响，必须保证进入输送设备后物料的品质和性能不受到破坏，利用双螺杆泵在输送过程中无剪切、无乳化作用，不会破坏分子链结构和工况流程中所形成的特定的流体性质特点，保证了后续产品的品质（如下图3）。
现双螺杆泵已能满足生产需要，解决了因物料自身性能原因及工艺条件特殊要求所产生的所有问题，实现了生产的连续化运行，产品的品质得到进一步提高。
图3.双螺杆泵与齿轮泵相同工作情况下产品品质对比图
5.结语
随着双螺杆泵技术的日臻成熟，并以其卓越、特殊的设备特点，在用户使用中得到了广泛的好评。本文仅仅是抛砖引玉，总结作者工作中的一些实践经验，提出个人见解。双螺杆泵是聚碳酸亚丙酯（PPC）输送过程中的关键设备，PPC介质的特殊性以及工艺的特殊要求，有待于更多的科研人员和专业人士作深一步研究、探讨，更好地应用于聚碳酸亚丙酯树脂高分子塑料行业。
参考文献
[1]吴德荣等《化工工艺设计手册》第四版
关键词：自主学习；第二课堂；实践活动
中图分类号：G623.31文献标志码：A文章编号：1673—291X（2012）26—0258—02
随着中国经济的不断发展，社会需要大量复合型、应用型的商务英语人才。“低碳经济”是商务英语理论教学和实践教学的重要内容。为了建设一个学生进行自主学习的双语实验平台，为了给大学英语后续英语教学提供一个实践实训基地，为了给学生创造“在做中学”的商务情境，湖北经济学院外国语学院建立了商务英语第二课堂——低碳经济双语学习实验室，实施实践教学。
一、自主学习理论
近20年来，自主学习受到英语教学界的广泛关注。Holec（1981）最早将“自主性”（autonomy）这一概念引入英语教学。他提出，学校应该设立两个教学目标：一是帮助学生获得语言和交际能力；二是帮助学生获得自主学习能力。学习者的学习环境是学生获取自主学习能力的重要途径。Piaget提出的建构主义理论指出，教学要以学生为中心，要给学生控制和管理自己学习的权利和机会。他同时强调，教学设计者的主要任务是设计学生的学习环境，为学生创造有利的学习条件。
针对中国国情，束定芳（2004）指出，英语自主学习主要成分包括：（1）态度（Attitude）。学习者自愿采取积极的态度对待自己的学习。（2）能力（Capacity）。学习者应该培养这种能力和学习策略，以便独立完成自己的学习任务。（3）环境（Environment）。学习者应该被给予大量的机会去锻炼自己，负责自己学习的能力。没有“外部的环境”，如老师、教学设备和学习资料，培养学习者的自主学习的态度和能力是不可能的。如今，很多语言学界的研究者关注计算机辅助语言教学作为工具的外部“环境”，而实践教学特别是商务英语的实践教学也能提供重要的学习“环境”。所以，商务英语第二课堂作为学习“外部环境”正成为笔者和其他语言学者研究的问题。
二、第二课堂活动设计原则和模式
（一）商务英语第二课堂课程设计的原则
商务英语课堂属于ESP（EnglishforSpecialPurpose）课程，因此，ESP课程设计原则适用于商务英语第二课堂设计原则。它被概括为：（1）真实性原则。Coffey（1984）提出“真实的语篇”（authentictexts）加上“真实的学习任务”（authentictasks）才能体现ESP教学的特色。真实性（authenticity）是ESP教学的灵魂。（2）需求分析原则。秦秀白（2003）提出，需求分析（NeedsAnalysis）是制定ESP教学大纲、编写ESP教材的基础。在ESP教学领域，需求分析包括两方面的内容：一是目标需求的分析，即分析学习者将来必需遇到的交际情景；二是分析学习者的学习需求，包括缺乏哪些技能和知识以及学习方法。（3）以学生为中心的原则。Strevens（1985）在ESP国际讨论会上发言，他提出，教育的重心正日益转向学生本人。ESP具有鲜明的目标性，其学习者多为高年级学生或成人，教学大纲和教材都是建立在学生将来工作需求基础上的，所以，这些因素决定了它的教学过程必须以学生为中心。
（二）商务英语第二课堂实践活动设计的模式
“碳经济双语学习实验室”的实践教学活动即是商务英语第二课堂课程设计，必须体现以上课程设计原则。依据自主学习理论，该实验室实践活动经历了“前期任务阶段自主与写作学习阶段后期任务阶段”。学生在前期任务阶段获得一个实践活动主题任务，按照合理的方式构建小组，进行任务描述、预热讨论、背景介绍和活动策略陈述；然后，学生进入第二阶段的自主和协作学习阶段，在小组内分工合作，发挥各自专长，展示合作的合力优势，实施具体的实践活动。在活动中，充分应用到传统课堂的语言和专业知识，在具体的商务活动中提高双语技能，磨练包括领导、合作、创新能力在内的综合商务能力。在活动结束后，进行反馈和活动总结，以期从中获得综合收益最大化。在后期任务阶段，教师发挥其主导作用，引导学生从计划、实施、策略等各方面的总结，并进行适当的激励，提出下次实践活动的预期目标和计划。总之，商务英语第二课堂课程设计的模式应能激发学生的学习兴趣，增强学生学习的选择性和开放性，调动学生学习的主动性和积极性。
三、第二课堂实践活动设计的实施
2010年，湖北省《政府工作报告》明确指出，要编制低碳经济试点方案，湖北省将争取建设成为国家“低碳经济发展试验区”。无论是在国际还是国内，低碳经济都是未来实现可持续性发展的重要经济增长方式。“低碳经济”也是商务英语理论教学和实践教学的重要话题之一。因此，该实验室的实施教学项目的重点在于：学生通过这个第二课堂空间设计和实施形式新颖的商务活动，同时参与到低碳经济的实际工作中去。因此，以下将探讨构建一个相对完整的“把英语当工作语言”为导向的实践教学活动设计。
（一）实践活动主题
在该校创建“低碳经济双语学习实验室”，并围绕低碳经济的主题设计切实可行的商务活动和任务；围绕具体实践项目顺利展开双语的商务实践实训活动。
（二）实践对象
该实验室招募的对象一般是湖北经济学院一年级到三年级的学生，人数设计是：5—50人；超过50人则需划分团队，如区分英语专业和非英语专业团队。该实验室开展教学实践的主体包括：（1）经贸英语专业学生；（2）大学英语后续英语学习者；（3）其他低碳经济双语学习的爱好者。
【关键词】反硝化除磷;机理;影响因素
近年来，污水处理厂的氮磷排放要求越来越严格，部分流域已要求达到一级A要求。针对除磷脱氮的城镇污水处理厂升级改造工作也在全国范围内迅速开展。目前，应用广泛的脱氮除磷工艺如A2/O、氧化沟、SBR等，均是基于传统生物硝化和反硝化机理开发而来，仅能去除污水中部分的氮和磷。通常情况下，这些工艺普遍存在基建投资大（采用空间分隔，反应器容量大）、运行费用高（硝化充氧能耗高、市政污水厂需投加碳源和补充碱度等）以及温室气体排放等一系列问题。
应用反硝化除磷菌进行污水脱氮除磷，能较好地解决这一问题，其已成为污水生物处理技术领域研究的热点之一。它能“一碳两用”，同时达到脱氮除磷的目的，而且还具有节省曝气量、减小污泥产量的优点，因此越来越受到学者的关注。
1、反硝化除磷简介
1.1反硝化除磷原理
传统聚磷菌是一类以氧作为电子受体的菌种，被称作好养聚磷菌，而反硝化聚磷菌DPB是在厌氧/缺氧交替运行条件下，富集的一类兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厌氧微生物。该微生物能利用氧气或硝酸根离子作为电子受体，且其基于胞内聚β-羟基丁酸酯（PHB）、糖原质和磷酸盐等物质的生物代谢过程与传统厌氧/好养法中的PAO相似。
反硝化除磷工艺就是以DPB为菌种，通过“一碳两用”方式在缺氧段同时完成过量吸磷和反硝化过程而达到脱氮除磷双重目的的一种工艺。
在厌氧阶段，DPB快速吸收乙酸、丙酸等低分子脂肪酸，同时降解细胞内的多聚磷酸盐以无机磷酸盐的形式释放出来，然后利用上述过程产生的能量ATP和糖原酵解还原产物NADH2合成大量PHB储存在体内。DPB的释磷过程主要取决于胞外有机物的性质和水平。在缺氧阶段，DPB以硝酸根离子代替氧作为电子受体氧化PHB，利用降解PHB所产生的能量，过量摄取环境中的无机磷酸盐并以多聚磷酸盐的形式储存，同时将硝酸盐还原成N2或氮化物，将反硝化和除磷这两个过程合二为一，一碳两用，达到同步脱氮除磷的目的。反硝化除磷现象的发现，强化了生物的脱氮除磷效率，推动了强化除磷工艺的发展，可以节约碳源50%，污泥产量减少50%，除磷过程只需硝化曝气量，总体曝气量可减少30%左右。
1.2反硝化除磷工艺
反硝化除磷反应器有单污泥和双污泥系统之分。在单污泥系统中，DPB、硝化菌及非聚磷异养菌存在于同一悬浮污泥相中，共同经历了厌氧、缺氧和好氧环境，最具代表性的是BCFS工艺。而在双污泥系统中，硝化菌则独立于DPB而单独存在于某一反应器中。主要有Dephanox和A2/N-SBR工艺等。
2、反硝化除磷工艺的影响因素
2.1硝酸盐
（1）硝酸盐对厌氧释磷的影响。由于释磷量与吸磷量及除磷效率密切相关，因此厌氧释磷在生物除磷过程中起到关键作用。若在厌氧段存在NO3--N，普通反硝化菌能优先利用碳源进行反硝化从而抑制DPAOs释磷，进而无法为缺氧段的DPAOs提供充足的PHB。
（2）硝酸盐对缺氧反硝化除磷的影响。在碳源充足的情况下，NO3--N浓度会对DPAOs的缺氧吸磷产生影响。研究表明，当缺氧段NO3--N
2.2亚硝酸盐
亚硝酸盐作为电子受体进行反硝化吸磷一直备受关注，对其研究也比较深入，但是研究争论的焦点在于缺氧段NO2-CN的抑制浓度。关于NO2-CN的质量浓度为多少时会对反应产生抑制作用这个问题，科学研究者们还没有达成统一意见。
2.3污泥龄
污泥龄（SRT）反映了活性污泥系统中微生物的生长状态、生长条件及世代周期等基本特征，是反硝化脱氮除磷设计、运行和研究中一项十分重要的技术参数。
根据硝化段设置方式的不同可将反硝化除磷脱氮工艺分为单、双污泥系统，两系统对SRT的要求不同。为兼顾脱氮和除磷的需要，SRT需控制在一个较窄范围内，污泥龄越长，硝化作用越明显，相反污泥龄短，则除磷效果好。因此，单污泥系统运行的关键是保证适宜的DPAOs生长条件。综合考虑各种情况，反硝化除磷系统的最佳SRT应根据工艺组合方式和工艺运行要求等试验获得。
2.4溶解氧
在反硝化除磷工艺中，氧的存在影响DPAOs的释磷能力及利用有机底物合成PHB的能力，并且氧的存在促进了其他微生物的生长，消耗有机底物，从而使DPAOs的生长受到抑制。一般情况下，反硝化细菌是兼性菌，既可进行有氧呼吸，又可进行无氧呼吸。当同时存在分子态氧和硝酸盐时，分子态氧与硝酸盐竞争成为电子受体，由于有氧呼吸产生较多的能量，有氧呼吸将优先进行。因此，为保证反硝化的顺利进行，必须保持缺氧状态。
2.5碳氮比
碳氮比对反硝化除磷系统具有双重作用。一方面从脱氮角度看，硝化和反硝化的进行程度随系统碳氮比的增大而加深，TN去除率也随之升高。另一方面从除磷角度看，DPAOs受碳源浓度影响比反硝化细菌小，故在碳氮比较低时，DPAOs在与普通反硝化细菌的竞争中处于优势，系统的反硝化吸磷能够最大程度地发挥，TP去除率较高。即碳氮比低有利于除磷，碳氮比高则有利于脱氮。
2.6氮磷比
碳磷比是反硝化除磷系统的重要影响因素。将碳磷比控制在10～20范围内，有利于提高连续流活性污泥处理系统的除磷效率。按照反硝化除磷理论，以NO2-CN为电子受体的短程反硝化聚磷工艺与以NO3-CN为电子受体的反硝化除磷工艺相比所需的碳源更少。因此，在实际工程中应根据污水进水情况确定最佳碳磷比。
我所于1996年开始碳纳米管的制备研究，1998年得到中科院院长基金的特别支持，之后又参与了国家创新工程重大项目“碳纳米管和其它纳米材料”的研究工作。到目前已取得了一系列阶段成果，如开创了碳纳米管沸腾床和移动床催化裂解制备技术，为大规模制备碳纳米管探出了新路子；探索了碳纳米管用作催化剂载体、锂离子电池负极材料和电双层电容电极材料的可能性；首次提出将碳纳米管用作微波吸收剂，并发现了碳纳米管的宽带微波吸收特性；在制备设计尺寸的碳纳米管方面也有了积极进展。一、碳纳米管的批量制备
碳纳米管要实现工业应用，首先必须解决碳纳米管的低成本大量制备问题。碳纳米管自1991年被发现以来，其制备工艺得到了广泛研究。目前，有三种主要的制备方法，即电弧放电法、激光烧蚀法和固定床催化裂解法。电弧放电法和激光烧蚀法制得的产物中，碳纳米管均与其他形态的碳产物共存，分离纯化困难，收率较低，且难以规模化。第三种固定床催化裂解法由天然气制备碳纳米管具有工艺简便、成本低、纳米管规模易控制、长度大、收率较高等优点，有重要的研究价值，但该方法中催化剂只能以薄层的形式展开，才会有好的效果，否则催化剂的利用率就低，因而产量难以提高。
沸腾床催化裂解反应工艺气固接触良好，适合处理大量固体颗粒催化剂，用沸腾床催化裂解法代替固体床催化裂解法可大幅度提高碳纳米管的制备量。
在沸腾床催化裂解反应器中，原料气体以一定的流速通过气体分布板，将气体分布板上活化了的催化剂“吹”成“沸腾”状态。催化剂颗粒一直处于运动之中，催化剂颗粒之间的距离要比固定床中催化剂颗粒之间的距离大得多，催化剂表面上易生长出直的碳纳米管，又因催化剂颗粒之间的相互碰撞，碳纳米管容易从催化剂表面脱出。这两种作用的结果保证了直而开口率高的碳纳米管的形成。同时沸腾床中催化剂的量可以大量增加，原料气体仍能与催化剂表面充分接触，保证了催化剂的高利用率。
尽管沸腾床催化裂解法在碳纳米管的批量制备上有了较大突破，但与碳纳米管所有的现有制备方法一样，只能间歇操作，不利于低成本大批量碳纳米管的制备。
要实现碳纳米管的大批量制备，必须首先解决催化剂连续投放问题和催化剂与产物及时导出的问题。这们的研究表明，通过特殊的反应装置和工艺可以实现碳纳米管的连续制备，从而达到低成本大批量制备碳纳米管的目的。
连续制备碳纳米管是通过如下过程实现的：在封闭的移动床催化裂解反应器中，经过还原处理的纳米级催化剂通过喷嘴连续均匀地布洒到移动床上，移动床以一定的速度移动。催化剂在恒温区的停留时间可通过控制移动床的运动速度加以调节。原料气的流动方向可与床层的运动方向一致也可相反。原料气在催化剂表面裂解生成碳纳米管。当催化剂在移动床上的停留时间达到设定值时，催化剂连同在其上生成的碳纳米管从移动床上脱出进入收集器，反应尾气通过排气口排出。
采用移动床催化裂解反应器可实现设计尺寸碳纳米管的连续制造，可望大幅度降低生产成本，为碳纳米管的工业应用提供保证。
二、碳纳米管的应用研究
1．碳纳米管作为微波吸收剂的研究
由于特殊的结构和介电性质，碳纳米管(CNTs)表现出较强的宽带微波吸收性能，它同时还具有重量轻、导电性可调变、高温抗氧化性能强和稳定性好等特点，是一种有前途的理想微波吸收剂，有可能用于隐形材料、电磁屏蔽材料或暗室吸波材料。
2．碳纳米管作为催化剂载体的研究
纳米材料比表面积大，表面原子比率大(约占总原子数的50％)，使体系的电子结构和晶体结构明显改变，表现出特殊的电子效应和表面效应。如气体通过碳纳米管的扩散速度为通过常规催化剂颗粒的上千倍，担载催化剂后极大提高催化剂的活性和选择性。
碳纳米管作为纳米材料家族的新成员，其特殊的结构和表面特性、优异的储氢能力和金属及半导体导电性，使其在加氢、脱氢和择型催化等反应中具有很大的应用潜力。碳纳米管一旦在催化上获得应用，可望极大提高反应的活性和选择性，产生巨大的经济效益。
3．碳纳米管作为电极材料的研究
(1)锂离子电池负极材料。CNTs的层间距为0.34nm，略大于石墨的层间距0.335nm，这有利于Li+离子的嵌入与迁出，它特殊的圆筒状构型不仅可使Li+从外壁和内壁两方面嵌入，又可防止因溶剂化Li+离子嵌入引起的石墨层剥离而造成负极材料的损坏。CNTs掺杂石墨时可提高石墨负极的导电性，消除极化。实验表明，用CNTs作为添加剂或单独用作锂离子电池的负极材料均可显著提高负极材料的嵌Li+容量和稳定性。
(2)电双层电容极材料。电双层电也是一种能量存储装置。除容量较小（一般为二次镍镉电池的1％）外，电双层电容的其它综合性能比二次电池要好得多，如可大电流充放电，几乎没有充放电过电压，循环寿命可达上万次，工作温度范围宽等。电双层电容在声频一视频设备、调谐器、电话机和传真机等通讯设备及各种家用电器中得到了广泛应用。
作为电双层电容电极材料，要求材料结晶度高，导电性好，比表面积大，微孔大小集中在一定的范围内。而目前一般用多孔炭作电极材料，不但微孔分布宽(对存储能量有贡献的孔不到30％)，而且结晶度低，导电性差，导致容量小。没有合适的材料是限制电双层电容在更广阔范围内使用的一个重要原因。
碳纳米管比表面积大，结晶度高，导电性好，微孔大小可通过合成工艺加以控制，因而有可能成为一种理想的电极材料。美国Hyperion催化国际有限公司报道，以催化裂解法制备的碳纳米管（管外径约8nm）为电极材料，以38wt%H2SO4为电解液，可获得大于113F/g的电容量，比目前多孔炭电容量高出2倍多。我们以外径30nm的碳纳米管为电极材料，以PVDF为粘结剂，以1MN(C2H5)4BF4／PC为电解液构成电双层电容，测得碳纳米管电极电容量为89F/g。
目前以碳纳米管为电极材料的电双层电容，其重量比功率已超过8kw/kg，使其有可能作为电动汽车的启动电源使用。三、下一步工作打算
在批量制备方面，进一步完善移动床催化裂解工艺、优化沸腾床催化裂解工艺，确定制造指定规格(管径大小、管的长短和螺旋性等)碳纳米管的催化剂组成与工艺条件，用沸腾床或移动床合成出公斤级设计尺寸的碳纳米管，进行制备碳纳米管扩大试验工艺流程的概念设计。
在应用研究方面，集中力量研究CNTs的电磁波吸收特性、作为电极材料的电化学性能以及作为催化剂载体的特性。在作为微波吸收剂方面，重点研究碳纳米管的微观尺寸、形状以及表面状态与微波吸收性能之间的关系，为制备具有实用价值的碳纳米管微波吸收剂提供理论依据。同时研究碳纳米管中引入量对其作为微波吸收剂性能的影响，为碳纳米管微波吸收剂的实际应用奠定基础。
在作为电极材料方面，重点研究CNTs的尺寸、表面基团、电极成型压力(CNTs孔隙率)以及电解液等对CNTs电化学性能的影响。
3月15日，重庆合川双槐电厂，连绵的春雨把几根竖立的金属管柱洗得锃亮。喻江涛绕过这些管柱，来到旁边一个银色大罐子下边，双手缓慢地拧开一个管道阀门，伴随“咝咝”的声音，接口处饮料瓶大小的蓝色罐子越发沉甸了起来—“这里面装的就是捕捉到的二氧化碳。”喻江涛是中电投远达环保工程有限公司（以下简称“远达环保”）双槐电厂“碳捕集”项目的负责人。在他头上，一个直径3米、长10米左右的银色大罐子里，储存着已经捕捉到的保存在-19℃左右的液态二氧化碳。这些液态二氧化碳是通过一套在外界看来颇显神秘的装置，从电厂排放的烟气中分离出来，再经浓缩提纯后储存在这里。这套装置号称“碳捕捉者”。“电厂戴大口罩”这个“碳捕捉者”为中电投远达环保自主研发，是我国首个万吨级燃煤电厂二氧化碳（CO2）捕集装置。1月20日，它在合川双槐电厂正式投入运行。这个身高数十米的庞然大物，可以从电厂烟气中“捕捉”二氧化碳，然后将其变成液态，用于灭火、制冷、金属保护焊接、生产碳酸饮料等。“它主要由烟气预处理系统、吸收、再生系统、压缩干燥系统、制冷液化系统等组成。”喻江涛介绍称，该装置对电厂锅炉排烟进行脱硝、除尘、脱硫等预处理，脱除烟气中对后续工艺有害的物质，然后在吸收塔内复合溶液与烟气中的二氧化碳发生反应，将二氧化碳与烟气分离；其后在一定条件下于再生塔内将其生成物分解，从而释放出二氧化碳，二氧化碳再经过压缩、净化处理、液化，得到高纯度的液体二氧化碳产品。“这个脱碳装置就好比给燃煤电厂这个排放源戴上了一个大口罩，通过过滤把对环境没有任何影响的干净气体排放出去，而把二氧化碳留下来集中处理。”远达环保总经理刘艺给碳捕集装置作了一个形象的比喻。他说，通过这样的“捕捉”程序，可以获得纯度大于99.5%的二氧化碳，再经过精制，可产生达到食品级标准的、纯度为99.9%以上的二氧化碳液体。燃煤电厂脱碳技术，被认为是在无法彻底改变能源应用结构的当前阶段，实现二氧化碳减排的一大有效手段。2009年11月，我国对世界庄严承诺：到2022年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%—45%。调查显示，大气中二氧化碳的含量为0.03%—0.04%，而燃煤电厂所排放的烟气中二氧化碳含量高达10%—15%。燃煤电厂是二氧化碳集中排放源。事实上，为了“捕捉”燃煤电厂烟气中的二氧化碳，早在2006年，中电投集团就着手研究二氧化碳捕集及综合利用技术。研发团队涵盖热动力、化学分析、机械、电气、仪表等多个专业的30多名博士及高级工程师。2007年初，中电投远大环保公司与浙江大学、重庆大学联合开展实验研究，解决了烟气对吸附剂的损耗大、二氧化碳干燥再生能耗高等难题，“为建设适合中国国情的碳捕集装置奠定了充分的理论和实验基础。”刘艺说。随后，中电投远达环保和合川发电公司合作，在双槐电厂建立燃煤烟气净化综合实验基地，针对烟气中的二氧化碳捕集、脱硫、脱硝等多个领域进行现有技术改进和新技术研发。双槐电厂碳捕集装置开建于2008年9月，2009年3月完成初步设计，6月完成施工设计，10月底完成施工安装，12月10日完成调试投入试运行。“捕碳”经济账目前，二氧化碳捕集和封存技术正成为世界各国科学界和企业界研究的热点，全球有100多个碳捕获与封存(CCS)项目正在或即将运行。然而，相对于我国现阶段的火电规模而言，国内目前的电厂碳捕集项目可谓是凤毛麟角。既然技术上对二氧化碳的“逮捕”行动可以实现，那么能否尽快将碳捕集装置应用到更多的燃煤电厂？专家们对此表示，该项技术的经济性尚需进一步研究，“其投资成本和利润空间将是一个首先要面对的问题”。重庆合川双槐电厂的碳捕集装置总投资1235万元，采用远达环保研发团队的自有技术，全部设备均在国内采购，已大大降低了投资建设成本。但对于电厂而言，这仍然是一笔不小的投资。碳捕集装置在运行过程中，各种消耗品价格也不便宜，主要消耗品有电、蒸汽
【关键词】碳酸盐流体重叠法
重叠法判断流体性质是指采用统一量纲、统一横向比例和统一绘图基线绘出的原始测井曲线或计算参数曲线，然后将这些曲线重叠，按曲线幅度差来判别储层的油气水类型的一种方法。在碳酸盐岩地层用重叠法判别储层流体性质时，常常采用含水孔隙度与有效孔隙度双孔隙度重叠法和声波、中子、密度三孔隙度重叠法。
一、含水孔隙度与有效孔隙度双孔隙度重叠法
由沉积岩导电机理，我们知道岩石的电阻率大小取决于连通孔隙中水的含量，因此，对纯岩石由Archie公式和深探测电阻率Rt，反算出的地层孔隙度实际上是反映地层的含水孔隙度，用中φw表示。
φw=（axRw/Rt）1/m
通过对声波、中子孔隙度曲线进行泥质校正，对声波资料进行线性校正，对中子资料进行天然气的“挖掘效应”校正，利用声波、中子交会可求出地层的有效孔隙度中。
用含水孔隙度φw，和有效孔隙度φe。重叠，有如下判别规则：
纯水层，φw=φe
油气层，φw
可见φw、φe双孔隙度重叠，曲线幅度差（φe-φw）反映地层的含油气孔隙度，可用来划分油气层和水层。实际上可采用φe>2φw来划分油气层，这相当于Sw
二、基质孔隙与裂缝孔隙度双孔隙度重叠法
对于无论是砂泥岩剖面还是碳酸盐岩剖面及火山岩剖面的岩石，我们都可将其孔隙空间看作是两大部分组成，即裂缝孔隙空间和除裂缝之外的基质孔洞孔隙空间。根据这样的概念，裂缝性储集层的测井解释模型便可简化为如图1所示的双重孔隙结构解释模型。
所谓双重孔隙结构本文指的是基质孔洞孔隙和裂缝孔隙。双重孔隙解释模型则是把岩石的总孔隙度等效为基质孔洞孔隙和裂缝孔隙两部分组成的地质结构模型。孔洞在岩块中常呈星散状分布，当无裂缝沟通他们时，孔洞之间靠基质孔隙沟通。他们的存在对总孔隙度影响很大，特别是当孔洞比较发育时，常使总孔隙度成倍增加。但是，孔洞孔隙对岩石电导率却影响甚微，孔洞孔隙的存在只对岩石电导率产生增助作用，故在建立解释模型时，把孔洞孔隙和基质孔隙视为一体，称它为基质孔洞孔隙，记为VBD。根据这样的概念，岩石总体积V便是由基质孔洞孔隙体积VBD、裂缝孔隙体积VL和骨架（岩石骨架和粘土骨架）Vma。三部分组成。其中，基质孔洞孔隙体积等于基质孔隙体积VB和孔洞孔隙体积VD之和，VBD=VB十VD。因此，岩石总孔隙体积Vφ=VBD+VL=VL十VB十VD。岩石总体积V=VL十VB十VD十Vma。
以上模型是双重孔隙介质模型的基本形式，如果改变其泥质含量和岩石骨架，可获得各种岩性双重介质模型，如：
①岩石骨架为火山岩时，模型变为火山岩双重孔隙解释模型。（图2）；②当岩石骨架为纯碳酸盐岩时，模型变为碳酸盐岩双重孔隙解释模型。（图3）；③当岩石渭，架为砂质时，模型则变为砂岩双重孔隙解释模型。（图4）
因此，上述解释模型可适用于碳酸盐岩剖面、变质岩剖面和砂泥岩剖面多种情况。
上述模型如果不是改变岩石骨架，而是改变孔隙结构，则可改变模型性质，得到各种孔隙结构的解释模型，如：
①当裂缝和孔洞均为零时，模型变为单一孔隙介质解释模型，它可适用于孔隙型储集层的测井解释；②当裂缝孔隙度为零，孔洞孔隙不为零时，模型变为以基质孔隙和孔洞孔隙为介质的解释模型。
三、总结
综合两种孔隙度重叠法能更好地判别流体性质，即用含水孔隙度与有效孔隙度双孔隙度重叠法判别裂缝不是特别发育的储层的流体性质，而对岩性较纯、井眼较规则的裂缝型储层多用声波、中子、密度三孔隙度重叠法孔隙度重叠法补充判别其流体性质。
参考文献：