[发明专利]一种高温高压CO2

说明书

本发明提供一种高温高压CO₂‑咸水‑岩石颗粒矿化反应装置及方法，其中反应装置包括反应容器，反应容器的内部设有腔体，腔体连通有超临界CO₂注入系统，反应容器外设有保温层，保温层与反应容器之间设有加热空间，加热空间通过进油管和出油管与硅油加热泵送组件连接成循环回路；出油管上设有出口温度监测传感器，出口温度监测传感器电连接有控制器，进油管上设有电连接控制器的进口温度监测传感器，控制器电连接硅油加热泵送组件；反应容器的上端开口处可拆卸连接有压盖，压盖上设有用于对腔体内部进行搅拌的磁力搅拌系统。本发明采用二甲基硅油在反应容器周围循环来控制反应容器内部温度，确保反应容器内部温度长时间的恒定，确保实验精度。

技术领域

本发明涉及水岩反应技术领域，特别涉及一种高温高压CO₂-咸水-岩石颗粒矿化反应装置及方法。

背景技术

大气中CO₂浓度的增加是导致全球变暖的重要因素，据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)第一工作组报告，2011～2020 年这10年间全球表面平均温度较工业化前增温1.09℃。其中CO₂对全球变暖贡献最大，占产生温室效应气体总量的55％。

CO₂封存一般有咸水层封存、枯竭油气藏封存等形式，海洋CO₂地质封存潜力巨大，是将来大规模CO₂封存的主要场地。CO₂封存一般在800-3000m深的咸水层中，此深度地层压力温度均较高，封存的CO₂一般呈超临界状态。在CO₂咸水层封存过程中有物理构造圈闭封存、残余气束封存、溶解捕获封存和矿物捕获封存。其中矿化度的大小是反应矿物捕获封存能力和效率的重要指标。

研究CO₂-咸水-岩石体系的矿化反应，高温高压反应实验是一项有效的研究方法，现有的高温高压反应实验中的高温高压反应釜多采用整块圆柱形岩石作为试样，通常采用超临界CO₂流经岩石表面或者通过岩芯来反映岩石的结构变化，这样不能真实再现原位温度压力长时间条件下反应特征；并且现有的高温高压反应实验中多采用加热电阻丝或电磁加热器等对反应釜进行加热，这种加热方式不能保证反应釜的温度长时间的恒定，而矿化反应实验过程稳定敏感，影响实验精度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一，为此，本发明提出一种高温高压CO₂-咸水-岩石颗粒矿化反应装置，采用二甲基硅油在反应容器周围循环来控制反应容器的温度，确保反应容器的温度长时间的恒定，确保实验精度。

本发明还提出一种应用上述装置模拟矿化反应的方法。

根据本发明的第一方面实施例的一种高温高压CO₂-咸水-岩石颗粒矿化反应装置，包括反应容器，所述反应容器的内部设置有用于放置小尺寸岩石颗粒的腔体，所述腔体的上方连通有超临界CO₂注入系统，所述反应容器外设置有保温层，所述保温层与所述反应容器之间设置有用于填充二甲基硅油的加热空间，所述加热空间的出口通过出油管连通有硅油加热泵送组件，所述硅油加热泵送组件的出口端通过进油管连通所述加热空间的进口；所述出油管上设置有出口温度监测传感器，所述进油管上设置有进口温度监测传感器，所述出口温度监测传感器和所述进口温度监测传感器均电连接有控制器，所述控制器电连接所述硅油加热泵送组件；所述反应容器的上端开口处可拆卸连接有压盖，所述压盖上设置有用于对所述腔体内部进行搅拌的磁力搅拌系统。