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篇1
使学生了解在实验室中制取气体的方法和设计思路的基础上，研讨二氧化碳的实验室制法；
通过讨论，掌握实验室制取二氧化碳的药品和反应原理；
通过实验探究，学会设计实验室制取二氧化碳的装置；
能力目标
通过实验室制取二氧化碳的药品和装置的探究，逐步提高学生的探究能力；
通过小组合作，培养学生合作能力、表达能力；
通过探究实验室制取二氧化碳的装置，培养学生实验室制取气体装置的设计思路；
通过筛选二氧化碳的实验室制法，发展观察能力并提高学生分析和解决实际问题的能力。
情感目标
在探究中，使学生体验合作、发现的乐趣；
在设计实验装置过程中，培养学生创新精神、实践能力，以及严谨求实的科学态度。
教学建议
课堂引入指导
方法一：引导学生复习到目前为止学生已经掌握的可以得到二氧化碳气的方法，逐一筛选出适合实验室制备二氧化碳的方法，让学生在教师的带领下学会选择，学会判断，从中真正体现学生是学习的主体，实验学生的主动学习。
方法二：从实验室制气的要求入手，讲清楚原则，让学生自己总结，思考到底实验室中用什么方法来制备二氧化碳。
方法三：单刀直入先讲实验室中制二氧化碳的原理，让学生思考，实验室选择这种方法的依据是什么？通过对比突出该方法的优越性，总结出实验室制气的原则。
知识讲解指导
注意讲解时的条理性，使学生明白实验室制二氧化碳的原理、装置；检验方法；让部分学生清楚选择该方法的原因和实验室制气方法选择的依据。
注意理论与实验的结合，避免过于枯燥或过于浅显，缺乏理论高度。
联系实际，讲二氧化碳灭火器的原理，适用范围，必要时也可讲解常用灭火器的使用方法。
关于二氧化碳的实验室制法的教材分析
本节课在全书乃至整个化学学习过程中，所占有的地位十分重要。它是培养学生在实验室中制取某种气体时，药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材。上好此节课对学生今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力都有深远的影响。
本节知识的学习比较容易，学生在前面学习元素化合物的基础上经过讨论便可解决。本节学习的重点是能力训练。学生在前面学习的氧气、氢气的实验室制法，具备了一些气体制备的实践经验，各项实验技术也已经具备，此时，在课堂教学中体现学生主体，让学生真正参与到教学过程中来正是时机。教师提出探究问题、引发学生思考；通过小组合作，设计方案、表达交流、实施方案、总结表达等环节完成整个探究。
关于二氧化碳的实验室制法的教学建议
为了完成对学生探究能力的培养，设计2课时完成此节教学；
本节是典型的探究学习模式。其中有两个探究：制备药品的探究（快、易）、制取装置的探究（重点、慢）。
讲授过程指导
二氧化碳的实验室制法可结合实验六二氧化碳的制取和性质进行边讲边实验。
注意运用讨论法，充分调动学生积极性。可适当与氧气、氮气的实验室制法进行对比；结合装置讲解制二氧化碳装置与制氢装置的区别与联系（均是固液反应不需加热制气）；结合二氧化碳气的性质，讲解二氧化碳气的检验和验满方法。
课程结束指导
复习实验室制二氧化碳原理、装置及验满方法。
布置学生进行家庭实验，用醋酸和鸡蛋壳或水垢制二氧化碳。
布置作业，注意计算和装置图两方面的内容。
教学设计方案一
教学过程：
【引言】
二氧化碳是一种有广泛用途的气体，实验室中如何制取二氧化碳呢？想一想到目前为止，你知道多少种能够制得二氧化碳的方法。
（学生讨论，并列举学过的可以得到二氧化碳的方法。教师在黑板上逐一记录）
1.碱式碳酸铜热分解
2.蜡烛燃烧
3.木炭燃烧
4.石墨等碳单质在氧气中燃烧
5.木炭还原氧化铜
6.碳在高温下还原氧化铁
7.碳酸受热分解
8.人或动物的呼吸
9.高温煅烧石灰石……
引导学生讨论作为实验室制法的条件是：
1.制取应简便迅速；
2.所制得的气体纯度高，符合演示实验的需要；
3.操作简单、安全，易于实现。
学生评价每一种制得二氧化碳的方法是否可以作为二氧化碳的实验室制法。
【板书】第四节二氧化碳的实验室制法
【小结】以上方法都不能作为二氧化碳的实验室制法。
【讲解】经过不断研究改进，实验室中常用石灰石或大理石与盐酸反应来制备二氧化碳。
【板书】一反应原理
1.试剂石灰石或大理石盐酸
【讲解】碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙和碳酸，碳酸不稳定，分解生成二氧化碳和水，故最终产物为氯化钙、水和二氧化碳。
【板书】2.原理：
CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2
【提问】可不可以用稀硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳？
【演示】在两个表面皿中分别放有大小一样的石灰石各一块，一支试管中加入稀盐酸、一支试管中加入稀硫酸。（让学生观察到开始都有二氧化碳生成，随后加入硫酸的试管，反应速率越来越慢，最后停止。）
【结论】不能用硫酸与石灰石或大理石来制取二氧化碳。
【讲解】为了收集到二氧化碳需要什么样的装置来制备二氧化碳呢？反应条件反应物的状态等对实验装置有较大的影响。碳酸钙是块状固体，盐酸是液体，且反应进行时不需要加热，根据这些特点，我们可以选择什么样的反应装置呢？（必要时教师可以讲解制氧气、氢气的装置特点）
【板书】二、反应装置：
（学生回答、教师归纳）
【讲解】因为实验室制取二氧化碳和实验室制取氢气的反应药品状态，反应条件类似，故可以采用相似的装置来制取。用投影显示制氢气和制二氧化碳的装置图
【讨论】
1.长颈漏斗是否可用普通漏斗代替？
2.锥形瓶可否用其他仪器来代替？
3.根据二氧化碳的性质，可以采用什么方法收集二氧化碳？
4.如何检验二氧化碳是否收集满？
（学生讨论、回答，然后教师实验演示、讲解）
【演示】用普通漏斗代替长颈漏斗，结果没有在集气瓶中收集到二氧化碳。
【讲解】
1．因为普通漏斗颈太短，产生的二氧化碳气会从漏斗处逸出。长颈漏斗下端管口在液面下被液体封住，气体不会从长颈漏斗处逸出。
2．锥形瓶可以用广口瓶、大试管等玻璃仪器代替。
3．气体收集方法主要取决于气体的密度和气体在水中的溶解性。因二氧化碳可溶于水生成碳酸，故不宜用排水法收集。二氧化碳比空气重，所以常采用集气瓶口向上排气法收集。
4．可以根据二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧的性质，可以将燃着的木条放在集气瓶口，如火焰熄灭，则说明二氧化碳已收集满。
【板书】三收集方法：向上排气法
验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，火焰熄灭，已经收集满。
【板书】四、实验室制取二氧化碳
【演示】制取并验证二氧化碳气体。
【提问】怎样证明生成的气体是二氧化碳？
（将气体通入澄清石灰水中变浑浊）
【讲解】上一节学过二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧，可以用来灭火，如液态二氧化碳灭火器。还有其它一些二氧化碳型灭火器。
【录像】各种二氧化碳型灭火器介绍
【演示】灭火器原理实验。
常用二氧化碳灭火器主要有：
（1）泡沫灭火器（2）干粉灭火器（3）液态二氧化碳灭火器
【小结】通过已学习过的氧气、氢气、二氧化碳的实验室制取，归纳出气体实验室制取的设计思路及方法，必须明确制取气体的顺序是：
1.了解实验室制取气体所需药品及相应的化学反应方程式。
2.根据反应物、生成物的状态及反应条件选择合适的反应装置。
3.根据气体的物理性质（尤其是密度及其在水中的溶解性），选择合适的收集方法及验满方法。
教学设计方案二
教学重点：实验室制取二氧化碳的原理、装置。探究能力的培养。
教学难点：从二氧化碳制取装置的探究过程中，提升实验室气体装置的设计思维水平。
教学过程：
【引入】
节课我们学习了二氧化碳的性质，今天我们将来探究在实验室中如何制得大量的二氧化碳气体。
根据前面学习氧气、氢气的实验室制法的经验分析，在实验室制取一种气体应考虑哪些因素？
学生活动：以小组为单位讨论、代表发言。制取所需药品、化学反应原理、反应条件、制取装置、收集方法、验满或验纯的方法。
【展开】目前已学过哪些反应可生成CO2?
学生活动：
列出很多反应
除大家列出的反应外，还有许多反应可以得到CO2。但并不是所有的反应都适合用于实验室制取CO2。如煅烧石灰石在实验室中很难实现。碳燃烧生成的气体可能不纯等等。
提问：以上反应中最适合实验室制取CO2的药品是？说明原因。
学生活动：通过讨论和实验排除反应1、2、3、4、6、7、8。明确反应5为实验室制取CO2的反应。
[板书]：
实验药品：
1．石灰石和稀盐酸
2．反应原理
CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2+H2O请归纳反应的特点。
3．反应装置：固液不加热装置
4．收集装置
向上排空气集气法
提出探究问题：设计何种实验装置来制取CO2？（至少2种）
教师提供制氧气、制氢气的装置图供学生参考
学生活动：分组讨论。小组活动。
1．首先考虑制氢气的装置。
2．在制氢装置∩希慕笛樽爸谩?/P>
3．提出各种装置的创意。
4．画出草图，有小组代表上台展示并讲解设计思想。
5．其他小组质疑。
（建议：此处应提供可制备CO2的各种仪器及组装好的装置图。最好是动态的。）
在同学们的共同设计中找到满足条件的设计。
1．简易气体发生装置（试管、导气管）
2．将试管改为烧瓶、广口瓶等较大液体容器。
3．类似启普发生器装置（气体出口有控制开关或固液分离机关设计）
提出问题：根据大家的设计，总结满足需要的制取CO2的合理装置。
1．制取少量的气体
2．一次性制取大量的气体
3．随时开始随时停止的实验装置。
【结束】
提问：根据CO2的制取装置的讨论，总结实验室制取气体的装置的一般思路。
（建议：此处应设计动画图。）
学生活动：小组讨论
根据药品的状态、反应条件及待制取气体的气体的溶解性、密度等因素来考虑制取气体的装置。
1．固体加热装置。例如制氧气。
2．固液不加热装置。例如制氢气、二氧化碳。
探究活动
篇2
二、教学目标的确定及依据
通过前一阶段的学习，学生已经具备了一定的实验基本操作能力，而实验室制取氧气又为探究实验室制取二氧化碳提供了思路。本节课教学需要进一步提高学生分析问题、解决问题及实验操作能力。确定本节课的教学目标如下：
知识与技能：
了解实验室制取二氧化碳的反应原理，探究实验室制取二氧化碳的装置，并利用设计的装置制取二氧化碳；
了解实验室制取气体的设计思路和方法。
过程与方法：
通过实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置、收集方法和验满方法的探究，提高学生实验操作技能，培养学生观察能力、探究能力、分析和归纳能力以及交流协作能力。
情感态度与价值观：
教学中注重培养学生严谨、细致的科学态度和探索精神，增强学生的团结协作、勇于创新精神，激发学生学习化学的兴趣和热情。
三、教学重点和难点
“课程标准”是确定教学目标的依据，根据教学目标及现阶段学生的知识储备、智力发展程度，确定了如下教学重点、难点，以发展学生的能力，提高学生素质。
重点：采用活动与探究的方式研究实验室中制取二氧化碳的药品、反应原理、仪器装置，并利用设计的装置制取二氧化碳。
难点：实验室制取并收集二氧化碳气体。
四、学情分析
在第二单元的教学中，学生已经学习了氧气的实验室制法。对于实验室气体的制备有了一定的认识，了解了实验室制取气体的设计思路。因此，学生探究实验室制取二氧化碳的方法并不困难。本节课的教学，旨在使学生掌握科学的学习方法，培养学生分析问题、解决问题及实验操作能力，以及学习化学的理念，引导学生循着科学的发展过程去体验化学的奥妙，激发学生的求知欲，培养学生终身学习的能力。
五、教学方法
“授之以鱼，不如授之以渔。”在注重知识传授的同时，更要注重学生获取知识的过程。为此我采用以教师为主导，学生自主探究，小组合作交流，分析、讨论、归纳的教学法，让学生积极、主动地参与教学过程，体会自主学习的乐趣，养成持续学习的习惯，掌握获取知识的途径。并利用多媒体辅助教学，将抽象思维变为直观，节约教学时间，丰富教学内容。
六、教具的准备
仪器：锥形瓶、广口瓶、试管，单、双孔塞、橡胶管、长颈漏斗、集气瓶。
药品：块状大理石、块状石灰石、碳酸钠粉末、碳酸氢钠粉末、块状碳酸钙、稀盐酸、稀硫酸、澄清的石灰水。
七、教学流程
1.营造氛围，导入新课。
我们探究了空气的组成，知道二氧化碳只占空气体积的0.03%，但我们不要小看这0.03%的二氧化碳，它与我们的生活密切相关，它使地球不是很冷，它是光合作用的原料，从而为自然界的生物生存提供保障，说到这儿你是否想知道二氧化碳是什么样了呢？你是否想知道如何才能获得二氧化碳呢？
恰当的导入可以形成良好的学习氛围，并暗示本节课的学习内容，从而激发学生的探究欲。
2.温故知新，慢慢求索。
教师引领学生回忆实验室制取氧气的过程，并激发学生思考在实验室制取氧气时，解决了哪些问题才顺利制取出氧气的？学生根据已掌握的知识会一一地解答出来。此时教师继续引导：实验室制取氧气首先是从药品、反应原理开始探究的，那么实验室制取二氧化碳也不例外。请同学们回忆所学过的有二氧化碳生成的化学反应有哪些呢？
由已知带动未知的探究，自然过度，符合学生思维发展，在这一环节中可以检查学生书写化学方程式的能力，为探究新知识做好铺垫。
3.启发引导，获取新知。
（1）实验室制取二氧化碳反应原理的探究。
教师引导学生讨论分析上述方程式是否适合制取二氧化碳。学生自主讨论分析后会得出均不适合的结论。思路中断，教师适时再次引导：既然我们学过的化学反应都不适合制取二氧化碳，那就请同学们自己探究实验室制取二氧化碳的化学反应吧。学生利用教师所提供的仪器和药品学生分组进行实验探究，教师指导学生阐述各个反应实验现象，由学生讨论分析得出实验室制取二氧化碳的反应原理及恰当的药品。
（2）实验室制取二氧化碳发生装置和收集装置的探究。
学生先回忆制取氧气的发生装置和气体收集方法，然后教师利用多媒体分别投影出发生装置和气体收集装置图（略）。由学生分析、讨论适合实验室制取二氧化碳的发生装置和收集装置。
实验室制取二氧化碳是初中化学第六单元的学习内容，学生已具备了一定的实验基本操作技能。这一环节旨在锻炼学生自主学习能力，提高学生素质，培养学生终身学习理念。
4.设计实验、探究交流。
活动：学生分组在教师的指导下组装仪器并制取一瓶二氧化碳气体。
教师指导学生制取并收集一瓶二氧化碳，让学生体会收获的快乐。学生在制取过程中，很快会发现二氧化碳气体是无色、无味的气体。如何判断二氧化碳气体收集满了是个难题，探究欲望再一次被激发。经过讨论、实践学生会顺利解决这一问题。再一次培养了学生发现问题和解决问题能力，达到活学活用的目的。从中学生也会领会实验室制取气体的设计思路，并形成完整的知识体系。与此同时，教学难点随之突破，教学任务圆满完成。
5.课堂总结，提升素质。
请学生总结归纳这节课的学习收获。
6.板书设计。
课堂教学是一门综合艺术，板书是课堂教学中不可缺少的一环。根据教学内容特点，我采用如下的板书设计：
二氧化碳制取的研究
一、药品及反应原理
1.药品：大理石（或石灰石）和稀盐酸
2.原理：CaCO3+ 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
二、实验装置
三、实验步骤
①连接仪器
②检查装置的气密性
③装入药品（先固体后液体）
④收集气体（验满）
篇3
一、 研究目的及意义
随着现代社会工业的发展，环境问题已经成为人类关注的焦点，由于大量排放二氧化碳导致的温室效应便是其中重要的一环，其带来的危害已经为各国政府高度关注。我国政府承诺到2020年碳排放强度比2005年降低40-45%，足可见我国对控制二氧化碳排放的决心之大。但当前我国的能源领域面临着多方挑战，能源消费增长迅速，且现阶段我国的能源结构仍以煤炭为主，世界一多半的煤炭为中国所用，中国60%多的煤炭用于发电，因此控制燃煤电厂二氧化碳的排放是我国碳减排的关键，研究电厂二氧化碳捕集运输和储存技术显得举足轻重。
二、 二氧化碳的捕集技术路线及方法分析
燃煤电厂对燃料燃烧不同阶段产生的二氧化碳的捕集分为燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集三条技术路线。现阶段捕集方法主要有物理吸附法、物理吸收法、化学吸收法、膜分离法、低温蒸馏法等，使用何种捕集方法取决于二氧化碳气体的浓度、压力、温度，不同类型发电机组以及不同技术路线会选用不同的捕集方法。
2.1 二氧化碳捕集技术路线现状分析
2.1.1 燃烧前捕集：燃烧前捕集技术主要应用在整体煤气化联合循环发电系统（IGCC），IGCC的工艺流程主要为：氮气作为动力气源带动燃煤进入气化炉，与空分系统分离送出的纯氧在气化炉内发生高压富氧反应，生成有效成分主要为一氧化碳和氢气的混合气体，随后，在催化转换器中经过水煤气变换后，促使一氧化碳转换为二氧化碳并进一步产生氢气，混合气体中二氧化碳被捕集分离，氢气经过净化作为清洁的气体燃料送入燃气轮机用于燃烧。燃烧前捕集技术的优点是由于混合气体的压力较高，可以生成浓缩的二氧化碳气流，不用加压便能满足压缩机对管道内输送气体压力的要求，减少能耗，同时高浓度的二氧化碳气体有利于捕集和利用，该技术还具有捕集系统小、捕集效率高以及对污染物的控制方面有很大潜力的优点，缺点是IGCC技术仍面临初期投资成本高、可靠性不高的问题，并且由于二氧化碳捕集系统需使用蒸汽以及压缩机需使用额外功率会导致IGCC面临发电成本增加40%、效率降低22%的问题。该技术常采用物理溶剂吸收方法和膜分离法来捕集二氧化碳。
2.1.2 燃烧后捕集：燃烧后捕集顾名思义是在燃料燃烧后产生的烟气中进行二氧化碳捕集的技术。由于电厂烟气中二氧化碳的浓度相对较低，该技术路线一般采用化学吸收法并需要使用强力溶剂。该技术的优点是只需对现有燃煤机组加以改造加装二氧化碳捕集装置即可，不需要对机组的结构进行大面积的调整，适合运行机组改造，并且该种技术是一种成熟的技术，缺点是由于烟气中二氧化碳的浓度较低，二氧化碳的捕集费用相对较高，同时还面临溶剂再生需要消耗大量能量的问题。燃烧后捕集技术还可使用物理吸附法、膜分离法和低温蒸馏法捕集二氧化碳。
2.1.3 富氧燃烧捕集：富氧燃烧捕集顾名思义就是化石燃料在燃烧的过程中助燃剂是纯氧而非空气，这样燃料燃烧完毕烟气中主要含有二氧化碳和水蒸气，只有少量的二氧化硫、碳氧化物等杂质，把烟气进行脱硫、脱硝及除尘后进行冷却，除去其中的水蒸气便可得到高纯度的二氧化碳，纯度能够达到80%至98%，少量烟气再循环进入燃烧室，目的是控制火焰温度，防止燃料在纯氧中燃烧时温度过高，并且提高了烟气中二氧化碳的体积比。此种技术的优点是捕集成本低；由于没有氮气参与燃烧，烟气中氮氧化物的含量大大降低；由于是富氧燃烧，可以降低燃料的消耗量，提高热效率，缺点是燃烧需要在富氧的环境下进行，制备高纯度氧的能耗很高；燃烧室需要改造；该种技术面临的问题很多，如烟气再循环的参入量、氧量变化造成锅炉燃烧调节的改变等，该种技术尚不成熟，处于示范阶段。
综上所述，三种二氧化碳捕集技术路线各有特点，燃烧前捕集技术占用场地小、捕集效率高但初期投资成本高，适用于IGCC电厂；燃烧后捕集技术对已建电厂改造难度小、技术相对成熟但捕集成本高；富氧燃烧捕集成本低但制氧能耗高、技术不成熟，燃烧后捕集和富氧燃烧捕集技术路线主要适用于传统以化石能源为燃料的电厂，并适合老厂改造。现阶段，三种技术路线均未达到商业化的程度，只处于实验室阶段或有少量的示范项目。
2.2 二氧化碳捕集方法介绍
2.2.1 物理吸收法
物理吸收法是利用有机溶剂在高压下对二氧化碳的吸收量增大的机理实现的，通过对有机溶剂降压便可以释放二氧化碳，还原溶剂。此种方法能耗较低，要求有机溶剂具有对二氧化碳的溶解度随压力变大增速明显、沸点高、选择性好、无毒、稳定性好等特点。常用的物理吸收溶剂有聚乙二醇二甲醇、甲醚、环丁砜、三乙醇胺和碳酸丙烯酯。
2.2.2 化学吸收法
化学吸收法在化工行业是一种常见的方法，一般二氧化碳的吸收溶剂为有机胺的水溶液。研究发现水对乙醇胺吸收二氧化碳的能力有提升作用，没有水的存在，1mol乙醇胺只能吸收0.5mol二氧化碳，水存在的情况下，1mol乙醇胺能吸收1mol二氧化碳。醇胺类化学吸收法的优点为技术成熟、吸收量大、选择性高并能同时吸收硫化氢和氮氧化物等有害气体；缺点为吸收溶剂再生困难，需要消耗较高能量；对设备易腐蚀；在富氧的环境下，吸收性能大幅降低等。
2.2.3 物理吸附法
物理吸附法是利用固体吸附剂对二氧化碳进行选择性吸附的原理，脱除烟气中的二氧化碳，吸附法分为变温吸附法和变压吸附法。固体吸附剂表面的孔径大小、孔容和极性以及吸附材料分子量、分子大小、极性决定了该吸附剂的吸附能力，此种方法比吸收法具有吸附过程需要能量少的优点，并且由于吸附过程是放热过程，吸附剂需要通过加热还原再生。物理吸附法对二氧化碳的捕集成本与吸收法大致相当，但其对二氧化碳的吸附量和选择性要更好，并且吸附剂的还原需要的能量较低，操作简单，相比吸收法更具有市场价值，缺点是进行二氧化碳捕集前需要将混合气体冷却、干燥，以及除去易使吸附剂中毒的气体，并且存在二氧化碳回收率不高以及吸附剂选择性的问题。常用的吸附剂有天然沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶和活性炭等。
2.2.4 膜分离法
膜分离法是利用部分气体无法穿透薄膜的原理对气体进行分离，此法的驱动力是膜两侧的压差，当差压达到一定值时，能够穿透薄膜的气体会透过薄膜，捕集气体会留在膜内。薄膜的气体选择性、压力比、穿透气流和总气流的流量比决定了此薄膜的二氧化碳捕集能力。此方法在分离工业合成氨尾气、炼油尾气等领域已经广泛使用，但是由于电厂烟气流量大，需要膜的面积很大，投资成本高。用于捕集二氧化碳的薄膜有醋酸纤维膜、聚苯醚膜、乙基膜、聚砜膜、溴磺化聚环氧丙烷膜、沸石矿物膜等。
2.2.5 低温蒸馏法
低温蒸馏法是利用不同气体的冷凝点不同而进行气体分离的，系统一般由压缩机、焦耳汤普森阀、多级热交换器和膨胀机组成，系统中设有不同温度的冷阱，以此来捕集不同冷凝点的气体。由于低温蒸馏法是在液态的形态下捕集到的二氧化碳，为运输和储存提供便捷；该方法同时还能减少水的消耗、化学试剂的使用量以及有效解决设备腐蚀等问题，缺点是设备庞大、能耗大、烟气中的粉尘易阻塞设备等，此方法一般用于分离高浓度的二氧化碳，常用于分离油田伴生气中的二氧化碳。
2.2.6 二氧化碳捕集新方法
所谓的二氧化碳捕集新方法是指尚在实验室研究阶段，技术尚未成熟的方法，主要有化学循环捕集法和二氧化碳水合分离法。
上述几种二氧化碳的捕集方法各有千秋，需要根据捕集技术路线选择合适的捕集方法或几种捕集方法的集合，电厂的二氧化碳捕集方法大多尚在实验室或示范阶段，需要进一步研究论证。
三、 二氧化碳的运输与储存技术分析
3.1 二氧化碳运输技术
二氧化碳经捕集、压缩形成超临界流体或液体，通过铁路、船舶、管道等输送工具运至目的地的过程称为二氧化碳的运输。当运输距离较远时（大于1000千米）管道运输的成本最低，并且管道运输是一项成熟的商业化技术，其成本取决于管道的长度、直径、二氧化碳的压力和地质特点。
3.2 二氧化碳储存技术
二氧化碳的存储技术分为地质储存、海洋储存、储液站储存、固态储存和矿物碳化储存技术。
地质储存技术是把超临界状态的二氧化碳灌入油田、气田、无法开采的煤层、深盐水层进行储存，这些地层必须由岩石密封，并且相对二氧化碳来说是不可渗透的。把二氧化碳注入油田或气田存储二氧化碳的同时用以驱动采油或气，可以提高30%至60%的石油产量；注入无法开采的煤矿可以把煤层中的煤层气驱赶出来，增加煤层气采集率；深盐水层储存技术由于储存容量大具有最大的潜力，该方法已于1996年一家挪威的能源公司投入商业运行。
海洋储存技术是把二氧化碳输送到海洋600米深度以下的区域，在此深度由于水的压力能够把二氧化碳转换为液体，当储存深度达到3000米、温度低于10摄氏度时，液态二氧化碳的密度会大于水的密度，并在表面形成粘稠状薄膜，防止二氧化碳扩散。此种技术可能会改变海洋的PH值，其对环境的危害程度未知，此种技术还在探索阶段。
储液站储存技术是把捕集到的二氧化碳进行净化、干燥等处理后冷却形成高压、低温的液态二氧化碳，具有效率高、气体纯度高、储量大的特点。
固态存储技术是把二氧化碳先高压压缩形成液态二氧化碳，然后高压低温冷却形成干冰储存，由于其生产工艺困难且储存条件费用高，此项技术并不常用。
矿物碳化技术储存二氧化碳是一项新兴技术，技术原理是将二氧化碳矿物碳化固定与含方英石杂质的钙基膨润土深加工相结合，利用钙基膨润土容易通过离子交换形成碳酸钙以及碱法分离方英石过程中容易形成吸收二氧化碳溶液的特点，实现吸收固定二氧化碳，但其预期成本远高于其他存储方法，不适合开展利用。
四、 结束语
现阶段，制约二氧化碳捕集存储技术发展的关键在于技术不成熟和高昂成本问题，研究开发成熟、高效、低成本的二氧化碳捕集储存技术将是未来发展的方向。本文通过对现有的二氧化碳的捕集、运输及储存技术进行阐述，为未来该技术在电厂的成熟应用提供理论依据。
篇4
1 二氧化碳
1.1组成及特点
（1）组成。二氧化碳是有一个碳原子和两个氧原子组成的，一个二氧化碳分子中包含了两个碳氧双键，它的结构式是O=C=O，从它的结构式可以看出它是一个线型分子，键角为180o。
（2）特点。二氧化碳在不同的温度和压力下为不同的的状态。见图1。二氧化碳密度为1.977g/mL，熔点-56.6℃（226.89kpa―5.2大气压），沸点-78.5℃（升华）。临界温度31.1℃。常温下7092.75kpa（70大气压）液化成无色液体。液体二氧化碳密度1.1g/cm3，二氧化碳蒸发时或在加压冷却时可凝成固体二氧化碳，俗称干冰，是一种低温致冷剂，密度为1.56g/cm3.。
图1 二氧化碳的压力温度曲线 图2 热交换器结构图
1.2用途
CO2能溶于水，20℃时每100体积水可溶88体积CO2，一部分跟水反应生成碳酸。化学性质稳定，没有可燃性，一般不支持燃烧，但活泼金属可在CO2中燃烧，如点燃的镁条可在CO2中燃烧生成氧化镁和碳。CO2是酸性氧化物，可跟碱或碱性氧化物反应生成碳酸盐。跟氨水反应生成碳酸氢铵。无毒、但空气中CO2含量过高时，也会使人因缺氧而发生窒息。绿色植物能将CO2跟水在光合作用下合成有机物。CO2可用于制造碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火器以及铸钢件的淬火。CO2在大气中约占总体积的0.03％，人呼出的气体中CO2约占4％。实验室中常用盐酸跟大理石反应制取CO2，工业上用煅烧石灰石或酿酒的发酵气中来获得CO2。
1.3形成水合物条件
二氧化碳在井内由于高温、高压属于液态状态，而从井底到地面是CO2从液态转变成气态吸收热量的过程，如果CO2达不到临界状态就会形成白色雪状固体即干冰。固态CO2温度低，测气过程中如果长时间处于这种状态极易形成水合物堵塞地面流程，当水合物越积越多管线内盘根遇冷收缩，使管线达不到密封的状态而发生刺漏危险。防止CO2变成水合物就必须保证CO2不被冷却到-21.1℃以下，所以使用热交换器对其加热，让其在临界点之上就不会形成水合物，对输送和测量都提供了方便。
2热交换器的应用
采用热交换器、保温管线加热、锅炉车加热是目前解决二氧化碳试气井的主要方法。
2.1 热交换器种类
目前，国内外在三项分离器上应用比较广泛的热交换器分别有直接热交换器和间接热交换器两种类型。结合各热交换器的不同功能及某气田的实际情况，主要采用的热交换器为EXPRO公司生产的间接热交换器，见图2。深层气井在勘探开发过程中，当气体通过地面管线时，由于地面管线存在缩径，会造成管线出现冻堵的现象，增加了气井勘探开发的危险性。
2.2 工作原理
EXPRO间接热交换器，承压能力为5000psi。热交换器分为油路控制和气路控制两部分，由于XS 19井是二氧化碳气井，因为它不可燃烧，所以只能用油路燃烧柴油加热的方法进行计量。经过热交换器的CO2气体直接进入热交换器的带压外壳内，对盘管进行直接加热，这种方式热交换率高，热耗更低。盘管分为上下两段，中间装有可调油嘴，其作用是通过节流降低下游盘管的流速，从而进行更充分的热交换，使用热交换器的主要目的是解决在试气过程中的冰堵问题，且加热后的流体可以提高油气分离效率。热交换器配有双安全系统，即位于容器顶部的弹簧式安全阀和破裂盘式安全阀，通过释放管线连接到放喷口。热交换器顶部外接的高压感应器直接进入ESD系统，也相当大的程度提高了安全性能。
3现场应用
XS19井是某地区近几年深层气井勘探中CO2产量较高的一口井，而在此之前就有测量CO2气体的经验，FS9-1井就是一口高产CO2气井，但是由于当时的设备和保温技术的问题导致仅仅开了2小时的井就因为CO2液化吸热造成地面流程堵塞，初步测量出70000m3/d，但最终无法长时间开井测出该井的准确产量。而XS 19井在进行钻井施工时测得CO2含量为90%以上。由于CO2井在进行试气时不同于常规气井试气，因此对地面流程及分离器的保温提出了较高的要求，在对该井进行施工时，我们采用了加拿大EXPRO公司引进的热交换器。由于CO2气体是一种不可燃气体，而且CO2气体输出的过程也是它吸热的过程，必须保证经过节流管汇油嘴后的CO2不能低于它的临界点。
3.1 试气效果
XS 19井试气过程中开井48小时，油嘴11.11mm，测得CO2产量281379m3/d。统计经过节流管汇油嘴节流后流经热交换器的CO2温度、压力变化情况。分析表明，以12：00的数值可以看出下流压力485.17psi，下流温度47.21oF。可见通过热交换器加温的CO2气体，当压力高于200psi，温度也高于-20时CO2气体仍高于临界点的温度和压力，不会因为吸收大量的热量而转变成固体状态堵塞地面流程而造成危险，更能准确地测量出CO2气体的产量提供了有效的帮助。
3.2 建议
CO2气体溶于水并生成碳酸，如果井内产水跟CO2气体混合形成碳酸具有腐蚀特性，如果进入分离器内部极容易腐蚀分离器内部浮子，管道损害分离器。所以建议今后的CO2气体测量也不要进入分离器直接测量，而是选择临界测量的方法进行计量；另外CO2气体的密度比空气密度大，而且不供呼吸所以长时间测量放喷的时候如果风速不够不能吹散CO2气体的时候极易堆积到地面形成白色雾状气体，而我们平时的井多数都在村子旁边，如果长时间放喷测量容易使CO2气体飘向周围的村子致使村子里的人和牲畜呼吸困难而窒息发生意外，所以希望能够尽量缩短CO2气体测量放喷时间。
4发展前景
石油作为一种战略资源，长期以来一直是影响世界政治和经济发展的重要因素之一。只有加快和研究天然气产业化发展战略，以“气补油、油气并重、同步开发”的可持续开发格局大量开发天然气、二氧化碳气体，而热交换器又在深层天然气、二氧化碳气井的施工计量过程中起着决定性的作用，以进一步加强安全意识，消除安全隐患。
篇5
初中化学学科智慧教育内涵及要求
初中化学是一门实验类探究学科，强调基于问题的认识活动，学生寻求信息和理解事物的一般过程具有过程性和实践性等特点。可如今，初中化学教师在教学中更多关注的是化学知识概念、公式的传授和记忆，很少精心设计认识活动的过程和方法，完全忽视了学生的智慧培养，与课程强调的教育理念背道而驰。在学习过程中，学生逐渐丧失了学习兴趣，只知道运用原理概念做题，缺乏情境问题分析能力，无法找到解决问题的相应策略，变成了机械的知识“接收器”。
为培养学生的探究及创新能力，让初中化学教育“智慧”起来，我们需要对初中化学课堂提出新的要求：首先，教师要拥有智慧教育理念，改变传统的价值取向，不能一味地注重分数，要更多关注学生智慧能力的培养。其次，教师要从学生角度出发，创建智慧的学习资源，构建智慧的学习环境，培养学生的化学思维，而化学思维能力的培养虽然要以学科知识学习为基础，但又要与学科知识点有本质区别，即需要长时间、过程性、实践性的训练，教师要花费时间去设计认识活动和方法，准备探究实验，培养化学思维。最后，在智慧教育的课堂上，教师要把课堂还给学生，充分发挥学生的主体地位，鼓励学生大胆质疑，自主创设情境解决问题，提高学生将化学知识转化成解决问题的能力，实现真正意义上的智慧学习。
信息技术支撑下的智慧学习环境
初中化学智慧教育离不开智慧的学习环境，而智慧学习环境的构建则需要信息技术产品的有效支撑。交互式电子白板、信息化教学平台、电子书包等都是新兴的资源工具，笔者提供的教学案例主要是在电子书包和微视频环境下促成的智慧教育教学。
电子书包即利用信息化设备进行教学的便携式终端，拥有丰富而又有针对性的学习资源，能够为学生提供更多的学习机会，凸显学生的主体地位。电子书包能够提供答疑检测，在实验探究过程中，教师可以及时了解学生的化学实验探究进程，并有针对性地给予指导和帮助，同时，它所提供的协作交流功能能够真正满足学生讨论学习的需求，激发学生的交流协作兴趣，提高他们的化学学习效率。
微课以视频化的形式传递知识，能够激发学生的学习兴趣，满足其个性化需求。本案例中，教师在课前将二氧化碳制取的微课视频提供给学生，学生可以独立观看视频，激发其自主探究思考，并完成课前新知预习。
案例设计
《二氧化碳制取的研究》教学设计
1.教学内容分析
本节课是人教版初中化学第六单元第二课的内容，是本单元的核心知识，是培养学生在实验室中制取某种气体时药品的选择、装置的设计、实验的方法等思路的最佳素材，对今后学习元素化合物知识、化学基本实验及实验探究能力培养都有深远的影响。通过对制取二氧化碳装置的探究，学生能够归纳延伸出实验室制取气体的思路和方法，为今后研究其他气体的制法提供了科学依据。另外，“二氧化碳的制取和性质”是新版教材内容标准中规定必须安排和组织学生完成的基本化学实验之一，因此本节课的学习对今后学生进行分组实验提供了有力保证。
2.教学对象分析
学生已经在第二单元学习过氧气的实验室制法，具备一定的“气体的制备与收集”的实践经验。初步掌握了“根据药品选择发生装置，根据气体的相关性质选择收集装置”的实验技能与方法，懂得气体的收集方法与物理性质有关，因此本节课应注重知识的梳理与整合，为制取二氧化碳装置的探究指明方向。
3.教学目标制定
知识与技能目标：掌握实验室制取二氧化碳的反应原理；掌握实验室制取二氧化碳的收集方法和检验方法；了解实验室制取气体的发生装置和收集装置的确定依据；能设计并组装实验室制取二氧化碳的装置。
过程与方法目标：通过对实验室制取二氧化碳的探究，逐步分析出制取二氧化碳的理想药品及实验装置，培养创新的意识；通过对实验室制取氧气的思路和方法的复习，初步确定实验室制取气体的一般思路和方法；通过对实验室制取二氧化碳的探究过程的体验、反思，培养多角度、多层次地观察和分析问题的能力。
情感态度与价值观目标：通过实验、问题的讨论，培养求实、创新、合作的科学品质；通过教师与学生、学生与学生之间的合作、研究性学习，体验探究成功的乐趣，激发求知欲，形成持续不断的学习兴趣。
4.教学重难点
重点：实验室制取二氧化碳的反应原理、实验装置的确定及气体制取的一般思路和方法。
难点：实验室制取二氧化碳的实验装置探究。
5.教学方法及整合点
教学方法：利用信息技术的仿真功能模拟不同物质制取二氧化碳的反应现象及反应原理；再现学习过的实验过程；模拟演示实验过程中错误操作带来的不良后果，直观再现实验情境，帮助学生温习氧气制取时的注意事项；构建虚拟实验环境，提供多种实验器材，学生可根据实验方案灵活设计并组装实验装置，帮助学生完成探究活动。
整合点：不易理解、微观现象无法展现；实验现象观察困难，实验步骤不易规范；课时影响，无法或没有必要重新再做氧气实验室制取实验；部分学校受实验条件影响，难以保证每位学生人手一套齐全的实验器材。
6.教学模式
翻转课堂教学模式的运用，弱化了教师的主导地位，充分地调动了学生的主动性，培养学生自主学习意识的同时大大提高了课堂教学效率。
7.教学环境
在多媒体教室借助网络，利用平台和电子书包将课前学习和课堂学习贯穿起来，极大地调动了学生学习的主动性。
8.教学过程
课前：
①教师以微课的形式将生石灰刷墙的相关视频放到电子书包平台上，创设情境，引入新知，让学生思考“为什么用生石灰刷完墙会变白变硬”。
设计意图：通过视频引入新知，从学生身边熟悉的灭火器入手，使化学与生活密切联系，让学生感知身边的化学物质二氧化碳。
②教师以微课的形式将判断实验室制取氧气的思路和方法的视频放到电子书包平台上，温故思新，讲授新知。
整合点：课时影响，无法或没有必要重新做氧气实验室制取实验；知识零散，缺乏系统整合。
设计意图：通过观看电子书包中氧气制取的虚拟实验动画，回顾知识点，同时引导学生思考实验室制取氧气时反应物的确定、发生装置及收集装置的选择、检验方法等步骤，使学生初步了解气体制取的一般思路和方法，进而进行本实验的探究活动。
课上：
①导入新课，明确学习目标。教师解释生石灰刷完墙会变白变硬的原因，并设疑。
师：请同学们思考在学过的化学反应中，哪些能生成二氧化碳？你能根据实验室制取气体的要求选择适宜的反应吗？
生：C+O2点燃CO2
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+ CO2
CaCO3高温CaO+CO2
CuO+C高温2Cu+CO2
教师点拨：实验室通常用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳，即反应物为固液常温混合。
设疑：在实验室中应如何安全方便地制取二氧化碳呢？能否用碳酸钠粉末代替大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳呢？能否用稀硫酸或浓盐酸代替稀盐酸和大理石或石灰石反应制取二氧化碳呢？
②模拟实验。利用化学平台演示虚拟实验，四组对比（如图1）。
学生观察对比四个试管中气泡产生的快慢。试管Ⅰ产生气泡速率很快；试管Ⅱ产生气泡速率适中；试管Ⅲ产生气泡速率缓慢微弱并渐止；试管Ⅳ有白雾现象。
整合点：教材中直接给出实验室制取二氧化碳所用的药品，但当学生接触到其他能产生二氧化碳的药品时可能会混淆。该实验对反应药品的探究在常规实验下存在做不好、做不了、现象不明显等问题。而教师可以利用电子书包中平台演示虚拟实验的功能，将不能做的实验模拟出来，使学生直观了解到浓硫酸不能作为反应物的原因。
设计意图：通过对比实验，引导学生归纳在选择药品制取二氧化碳时应注意的事项，从而树立其从多角度、多层次观察分析、解决问题的意识。
③学生讨论。用大理石或石灰石（主要成分是碳酸钙）与稀盐酸反应制取二氧化碳，制得的气体是否较纯？反应条件是否容易满足？反应速率是否适中？并论述原由。
设计意图：启发学生思维，通过电子书包讨论区发散思维、实时交流，提高学生的学习兴趣和理解能力，调动学习积极性。
④实验装置的确定。教师引导学生思考问题：实验室制取氧气的实验装置由哪几部分组成？如何选择实验的发生装置及收集装置？确定气体发生装置和收集装置时应考虑哪些因素？氧气的检验方法是什么？学生思考后，教师讲解实验室中制取气体的装置包括发生装置和收集装置两部分，列出确定气体发生装置和收集装置时应考虑的因素（如图2），并引导学生完成表格（如右上表）。
最后教师总结，因为二氧化碳可溶于水，所以不能采用排水法收集。由于二氧化碳密度比空气大，所以可采用向上排空气法收集。
设计意图：比较氧气和二氧化碳的相关性质，使学生了解制备氧气与二氧化碳的发生装置和收集装置的异同。
⑤牛刀小试。学生可在实验器材中选择设计二氧化碳的实验装置，放入“器材购物车”中（如图3），组装好后汇报交流。
整合点：利用电子书包中信息化构建工具软件，对装置进行反复比较，构建出实验装置的几种可能，如有操作不当可保护学生安全，启发培养学生自主探究，在营造讨论的气氛的同时，充分培养了学生的创造思维能力。
设计意图：此环节是本节的重点，教师对学生设计中的突破性想法要及时鼓励，同时还要把握好探究的度，既不能对学生的创造思维置之不理，又不能操之过甚偏离了主题。引进日用品做化学仪器培养了学生对化学的亲近感。
⑥反馈学习。教师引导学生结合图4装置回答气体的实验室制法有关问题：
题1：写出图中带有标号仪器的名称：a试管；b长颈漏斗；c集气瓶。
题2：实验室制取气体时，选用A、D装置可制取并收集氧气；选用B、E装置可制取并收集氢气。
题3：实验室制取二氧化碳，应选择的发生装置是B，收集装置是D，选用该收集装置的理由是二氧化碳的密度比空气大且能溶于水。
题4：实验室制取二氧化碳常选用的药品是：石灰石或大理石和稀盐酸，选择上述药品的理由是反应速率适中，便于收集，写出实验室制取二氧化碳的化学方程式CaCO3+2HCl= CaCl2+H2O+CO2。
题5：汽车尾气中一氧化氮是一种大气污染物，它是一种无色气体，难溶于水，密度比空气略大（接近），在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮气体。根据以上信息，判断实验室中制取一氧化氮采用的收集装置是C。
整合点：电子书包对学生答题进行统计，显示答题情况，学生互动分析。教师对学生进行个性化指导。
篇6
谁排放了二氧化碳
对我国来说，在相当长的一段时期内，煤炭仍然是主要的能源。如何有效处置燃煤产生的二氧化碳，对实现节能减排目标，保护环境都至关重要。
根据粗略统计，交通运输业是排放二氧化碳的主要行业，大约占二氧化碳总排放量的1／3。交通运输所排放的二氧化碳是由成千上万辆机动车产生的，这些二氧化碳很难被统一捕集。
火力发电厂则是排放二氧化碳的最大行业。火力发电厂燃烧化石燃料后排放的二氧化碳大约占全球人类活动排放的二氧化碳总量的24％。
除火力发电厂外，建材、陶瓷、水泥、玻璃、冶金以及化工等行业，也燃烧化石燃料，不过，排放量要小得多。
由于化石燃料的燃烧是在锅炉等工业设备中进行的，比较容易在管道系统中进行二氧化碳的分离和捕集。因此，首先处理火力发电厂排放的二氧化碳是切实可行的减少温室气体排放的办法。
科学家们目前研究的重点是对工厂排放的二氧化碳进行捕集和分离，然后将其压缩成液体，输送到合适的地点，封存于地下。
最新研究显示，未来50年内，深埋二氧化碳可能成为减少温室气体的重要方式。
地下 二氧化碳好去处
我们人类生活、居住在地球表面，地下的岩石结构非常复杂。地质学家把地球表面到地下平均厚度17千米深处的这一部分，称为地壳。一般情况下，人类发现并开采的矿产，如铁矿、铜矿、金矿等，最深处也就在1～2千米。目前，煤矿开采深度普遍为几百米至1千米，往更深的地下开采的并不多；石油、天然气的埋藏深度相对深一些，可达几千米。
如果我们充分认识了解、利用我们脚下的岩石结构，就可以把捕集的二氧化碳储存起来。
在联合国政府问气候变化专门委员会(IPCC)的评估报告里，就介绍了埋存二氧化碳的几种主要技术，包括：注入衰竭油气田：注入油气田提高采收率；注入海洋或陆地咸水层：注入深部不可开采煤层与可开采煤层，增加煤层气产量；还有一些其他方法，如注入玄武岩、油页岩及岩石洞穴等。
使用这些方法，都离不开对二氧化碳性质的了解。
二氧化碳是一种无色、无味、比空气重的气体，在标准状况下，密度是1.977克／升。在空气中，二氧化碳占0.03％。当温度／压力高于31℃／74大气压时，二氧化碳处于超临界状态(超临界点温度是31.1℃，压力7.384兆帕大气压)。处于超临界状态的二氧化碳，密度近于液体，黏度近于气体，扩散系数为液体的i00倍，是一种很好的溶剂，它的溶解性、穿透性均超过水、乙醇和乙醚等溶剂，具有很强的溶解能力。利用这个性质可以从多种物质中提取出有效成分，因而，二氧化碳在医药、食品、香料、烟草与化学工业中得到了广泛的应用。
油田埋存储法提高石油采收率
利用超临界萃取理论的原理，把二氧化碳注入到产量正在递减的油气田，可以提高油气产量，这是不少发达国家正在采用的技术。
从20世纪70年代开始，发达国家开始尝试把超临界二氧化碳流体萃取理论应用到石油工业，即把二氧化碳注入到油田的储油层，增加油气产量，并且取得了很好的效果。由于二氧化碳对烃类物质的萃取有自己的特点，超临界流体把原油中较重的碳氢化合物萃取出来后，这种液态混合物具有较好的流动性，容易流向生产井，进而被抽提到地表。在石油工业中，这种方法被称为二氧化碳驱油。
目前，比较成熟的处理技术是在距地面800米以及更深处进行二氧化碳的储存。在800米或更深的地方，地热梯度为25～35℃／千米、压力梯度为10.5兆帕／千米，游离的二氧化碳处于超临界状态，它的浓度变化范围为440～740千克／立方米。因此，在多孔和可渗透的储存岩层中，不需要特别的压力条件就可以储存二氧化碳。
世界上达到一定规模的工业性试验首推加拿大萨斯喀彻温省韦本(Weyburn，或称韦伯恩)油田。这是国际能源署(IEA GHG)温室气体研究的监测和储存项目，也是加拿大能源公司(Encana)涉及1.5亿美元、周期达30年，用二氧化碳增加石油采收率的商业项目。其目的是通过把加压的二氧化碳气体注入到油田储层中，以增加石油产量1.3亿桶。同时，通过综合监测，查明二氧化碳在被灌注到地下以后的运移规律，最终作为建立长期、安全的二氧化碳地下储存技术和范例。
通过研究，地质学家发现韦本油田的地质构造适宜进行注入试验。制定好方案后，项目首先于2000年9月在加拿大能源公司韦本19井阵(1平方千米范围的注一采井群组)中进行，初期注气量为2.69百万立方米／天(或5000吨／天)。现在的注气量为3.3g百万立方米／天，其中，每天有0.71百万立方米的二氧化碳通过生产井进行再循环。在实验区块中，每天的石油产量(20560桶)有1／4(超过5000桶)是由二氧化碳的注入所贡献的。到2008年生产周期，二氧化碳注入到75个井阵，注气量达108亿立方米(2000万吨)。
我国也在积极开展这个领域的研究与试验，科技部支持开展的973项目――温室气体提高石油采收率的资源化利用及地下埋存，就是通过二氧化碳提高石油采收率并且实现地质封存的示范工程。如今，这项工作已经取得了显著成效。
海洋埋存储法限制虽多潜力大
除了上面这种方法外，把二氧化碳注入地下深部咸水层，也是一种主要实现环境效益的措施。不过，由于没有其他经济补偿手段，注入成本昂贵。
研究表明，在沉积盆地的咸水层封存二氧化碳的温度／压力条件是：深度必须大于800米。只有在这样的深度，才能达到二氧化碳的超临界压力。
尽管采用深部咸水层储存二氧化碳有着诸多限制，但深部咸水层储存二氧化碳有很大的潜力。目前，世界各地区正在进行估测咸水层封存二氧化碳容量的研究，比如在美国的陆地和加拿大阿尔伯塔盆地、欧洲西北部的海洋、澳大利亚东部海洋等。
其中，比较有名的是20世纪90年代欧盟启动的一个咸水
层封存二氧化碳项目(Sal ineAquifer CO2 Storage，简称SACS)。
1998年，挪威国家石油公司(Statoil)与挪威、丹麦、荷兰、法国及英国的科学研究机构组成SACS计划集团，并开始收集有关二氧化碳注入到北海地区Utsira地层及其他类似地区的资料。SACS涉及了多学科方法，包括地质、地球化学、地球物理以及储库的工程、数值模拟。
在北海的斯莱普内尔(Sleipner)气田，人们将二氧化碳从产出的天然气中分离并注入到ut sira地层中。1996年10月开始注气，每年注入100万吨。Ut sira地层从南到北延伸400多千米，从东到西延伸50～100千米，面积2.61万平方千米。那里有两个沉积中心，一个在斯莱普内尔南部，厚度达到300多米：第二个在斯莱普内尔北部，厚度200米，该地层的局部厚度为200米，下面还有一层砂岩，进一步增加了储集层的总厚度。
据估算，utsira地层可储存欧洲几百年的二氧化碳排放量，数量还是相当可观的。
煤层埋存储法置换甲烷保安全
煤层是富甲烷气体存储的岩层，一般情况下，每吨煤中会产生4.3～6.2立方米甲烷，所产生的甲烷集结在煤层中，吸附在煤的表面上。煤岩内部多微孔，具有吸附大量气体的能力。在煤层压力条件下，煤对甲烷的吸附可高达25标准立方米／吨。煤的年代越久远，含气量越多。不同种类的煤对甲烷的吸附情况不同，褐煤的吸附量最少，烟煤和无烟煤每吨可含有30立方米的煤层气。
其实，煤同样可以吸附二氧化碳，而且煤与二氧化碳的亲和力比甲烷大，在相同的压力下，煤对二氧化碳的吸附量是甲烷的1.8～2.8倍。可被煤吸附的CO2／CH4的体积比有一个变化范围：从无烟煤的1到褐煤的10以上。
由于二氧化碳与煤的吸附力比甲烷大，把二氧化碳注入煤层，可以保持储层的压力并很快置换出甲烷。
美国圣胡安盆地的煤田试验表明，注入3份体积的二氧化碳，可以得到1份体积的甲烷。一直到大部分甲烷都被置换出来以后，被注入的二氧化碳才会少量地从钻井口溢出。
我们知道，引发煤矿发生瓦斯爆炸的主要是甲烷等气体，既然二氧化碳可以把煤层中的甲烷置换出来，那么在较浅的煤层中，通过置换反应将甲烷置换出来，既利用了这部分煤层气，同时可有效避免发生瓦斯爆炸的危险，一举两得。
但是，在实际中，这种处理方式并不可取。因为浅层煤最终是要被采掘的。在采掘过程中，煤层吸附的二氧化碳又会被重新释放出来，还是没有达到减少温室气体排放的目的。
好在煤层的采掘是有限度的，超过1500米深度，再继续开采，经济上就不合算了。为了得到深部的煤层气，也同时为了实现二氧化碳的永久储存，可以在深部煤层注入二氧化碳，采集深部的甲烷。
只不过，现在的研究对深层煤圈闭二氧化碳的机理以及二氧化碳可能与煤发生的反应等问题，尚缺乏研究，相关项目的开展还需要进一步的研究试验。
我国是煤炭资源大国，至少有33个世和世以上的地质时代、有数量不等、质量各异的煤层沉积。对于煤层埋藏深度超过1800米以上的矿山，现有技术很难开采(我国现在有的煤矿已经开采到1000米了)，所以，对于煤层埋藏太深、太薄以及不安全的地区，可作为注入二氧化碳提高煤田甲烷的候选基地。目前，我国已在山西沁水盆地开展了注入二氧化碳提高煤层气采收率的微型先导性试验，试验煤层的深度为472～478米。
备选方法实在多
除了上面提到的技术，各国专家也都在尝试其他储存技术，比如将二氧化碳注入衰竭油气田。我们可以这样来认识这个方法：石油天然气是地球经过很长时间的演化(几百万年、几千万年甚至几亿年或更长时问)才形成的矿藏，把它开采出来后，它们原来在地下的空间，没有遭到多大的破坏，还可以再用来埋存二氧化碳。同时，原来的油气藏地质资料也可以为二氧化碳的注入提供技术支持。只是，现在国际上还没有工业规模试验的报道。
在海底开展储存二氧化碳的试验也仍处于研究阶段。科学家发现，在深海注入的二氧化碳会与水形成一种水化物，体积膨胀4倍：在不同深度，当把二氧化碳释放到海水中时，会产生气泡，并在气泡外面形成一层固态的水化物。这层外壳限制了=氧化碳与海水的接触；当海水深度大于2600米时，液态二氧化碳的密度比海水大；在3627米的海洋深处，液态二氧化碳表面能形成稳定的水化物外壳，与冬季池塘被冰覆盖的现象类似。
科学家做了一个实验来显示在海底储存二氧化碳的过程。他们在一个7升的大烧杯中放入3.5升(半杯)液态二氧化碳，在1小时内，由于每个二氧化碳分子与6个水分子连接组成一种新的水化物颗粒，结果原来的二氧化碳体积增大，这些化合物就漫溢过烧杯，流到外面了。
不过，人们还不清楚二氧化碳对海洋生物的影响，也不知道高浓度的水化物对深海环境会有怎样的影响?海洋生物又会发生什么反应?这些都有待于进一步研究。
篇7
采用的是含氧化合物分解的方法。常用的药品是过氧化氢溶液、高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰。化学反应方程式分别为2KClO32KCl+3O2;2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2;2H2O22H2O+O2。其中过氧化氢被称为“绿色氧化剂”。
2.制取二氧化碳
采用碳酸盐和酸发生复分解反应的方法。实验室中常用块状大理石(或石灰石)和稀盐酸两种药品,化学反应方程式为CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2。碳酸盐不宜采用碳酸钠,因为它颗粒细小,和酸反应速度过快;酸不宜采用硫酸,因为反应生成微溶的硫酸钙会覆盖在固体表面,使反应难以继续进行,也不宜采用浓盐酸,因为其挥发性太强,会使二氧化碳气体不纯。
3.制取氢气
采用的是活泼金属和酸发生置换反应的方法。实验室常用锌和稀硫酸(或稀盐酸)制取,化学反应方程式分别为Zn+H2SO4ZnSO4+H2;Zn +2HCl
ZnCl2 + H2。酸不用硝酸和浓硫酸等氧化性酸,因为没有氢气生成,也不用浓盐酸,因为会使收集的气体中含有杂质;金属不用镁、铝,因为其活动性强、反应速度过快,也不用铁,因为其活动性弱、反应太慢。
二、发生原理
对于气体的发生主要应考虑两大因素,即反应物的状态和反应条件。初中阶段可归纳为以下两种类型。
1.固-固加热型
适用范围:反应物均为固体,反应条件为加热时气体的制取。
仪器装置:如图1。
注意事项:试管口略向下倾斜;加热高锰酸钾制取氧气时试管口应放一团棉花;加热前先预热。
应用举例:实验室用氯酸钾和二氧化锰共热或加热高锰酸钾制取氧气。
2.固-液不加热型
适用范围:反应物为固体与液体,反应不须加热的气体的制取。
仪器装置:如图2。
注意事项:长颈漏斗末端须液封,也可用分液漏斗代替长颈漏斗;可用锥型瓶、广口瓶、平底烧瓶代替大试管;装药品时先固后液,液体从长颈漏斗加入;如果要控制反应速率,可再添加弹簧夹或有孔塑料板。
应用举例:实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气;用碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳;用锌和稀硫酸(或稀盐酸)制取氢气。
三、收集原理
1.选择收集装置的原则:根据气体在水中的溶解性、是否与水反应和气体密度大小选择收集装置。
2.常见的收集装置、适用范围及使用注意事项如下。
注:除上述常见的气体收集方法以外,也可以采用如图3所示的收集方法。不易溶于水或难溶于水的气体如氧气与氢气,可采用甲装置收集(即短进长出),从长管中排出的水可用烧杯接装,如将烧杯换成量筒还可测量生成气体的体积;密度比空气大且不与空气发生反应的气体如氧气与二氧化碳,可用乙装置收集;密度比空气小且不与空气发生反应的气体如氢气,可用丙装置收集。另外,有毒性且不溶于水的气体如一氧化碳,最好采用甲装置收集。
四、验满原理
用排水法收集的气体可以通过观察集气瓶里水位的下降情况验满。用排空气法收集的气体可以利用气体各自的性质来检验。如氧气的验满,将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,表明气体已收集满;二氧化碳的验满,将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,表明气体已收集满。
五、放置原理
主要由气体的密度决定,密度比空气大的气体用玻璃片盖住集气瓶,正放于桌面;密度比空气小的气体用玻璃片盖住集气瓶,倒放于桌面。
六、步骤原理
制取气体时首先要组装好气体发生装置,先检查装置的气密性,接着装药品。若反应物只是固体物质,一次性装好后再固定装置;若反应物是固体和液体两种物质,一般先装固体,固定好装置后从长颈漏斗中加液体。待开始反应排尽空气后收集气体,结束时要考虑仪器的安全拆除顺序。
如实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物来制取O2的主要实验步骤可概括为“茶(查)、庄(装)、定、点、收、利(离)、息(熄)”。“茶(查)”即检查装置的气密性;“庄(装)”即盛装药品,连好装置;“定”即将试管固定在铁架台上;“点”即点燃酒精灯进行加热;“收”即收集气体;“利(离)”即将导管移离水面;“息(熄)”即熄灭酒精灯,停止加热。
七、除杂原理
气体中混入杂质气体,一般可采取下述方法进行除杂。
1.直接吸收法:水气可选择浓H2SO4、火碱、氧化钙等初中常见的干燥剂吸收。酸(碱)类气体可采用碱(酸)液吸收,如二氧化碳等酸性气体可用浓氢氧化钠溶液吸收,氨气等碱性气体可用酸液吸收。如果是二氧化碳气体中混有氯化氢气体,可用饱和的碳酸氢钠溶液来吸收。
2.转化法:将混入的气体杂质转化为原气体。如二氧化碳气体中混有一氧化碳气体,可将混合气体通过灼热的氧化铜,将一氧化碳氧化为二氧化碳,以达到除杂目的。
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1低碳农业的概述 低碳农业首先是一种理念，是农业转变发展方式的一个发展方向。低碳理念的本质就是降能节约。低碳农业是一种现代农业发展模式，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发利用等多种手段，尽可能地减少能源消耗，减少碳排放，实现农业生产发展与生态环境保护双赢。低碳农业是一种比广义的生态农业概念更广泛的概念，是生态农业、绿色农业的进一步发展，不仅象生态农业那样提倡少用化肥农药、进行高效的农业生产，而在农业的能源消耗越来越多，种植、运输、加工等过程中，电力、石油和煤气等能源的使用都在增加的情况下，低碳农业还更注重整体农业能耗和碳排放的降低。
低碳农业也是生物多样性农业。农业的发展经历了刀耕火种农业阶段、传统农业阶段和工业化农业阶段。工业化农业过程对生物多样性构成威胁:农田开垦和连片种植引起自然植被减少，以及自然物种和天敌的减少;农药的使用破坏了物种多样性;化肥造成了环境污染，进而也引起生物多样性的减少;品种选育过程的遗传背景单一化及其大面积推广，造成了对其他品种的排斥，如果用碳经济的概念衡量，这种农业可以说是一种 “高碳农业”;。改变高碳农业的方法就是发展生物多样性农业。生物多样性农业由于可以避免使用农药、化肥等，某种意义上正属于低碳农业。 农业作为国民经济的基础产业，是一个重要的温室气体来源，同时又受到温室效应的严重影响。响应低碳经济的号召，确定农业温室气体的排放量并探寻减排办法已成为世界各国的当务之急。然而，低碳农业虽然前景广阔，但距离“低碳农业”;的标准还有很大差距。劳动力是发展低碳农业前期投人成本中的主要部分，尤其是知识型劳动力的投人;我国目前的农业生产特点决定了规模化低碳农业发展的困难。发展低碳农业，需要大面积采用生态农业的部分技术、需要相应的生产技术与之相匹配、需要政府和一些高校社会组织专业人员的指导和培训，特别是市场的衔接。
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（一）基于化学课程标准与年报对实验要求的探讨
《义务教育化学课程标准》（2011年版）在教学建议中提到要精心设计科学探究活动，加强实验教学。2020年广州市初中毕业生学业考试试题分析与教学建议中也提到要克服实验教学障碍，培养学生科学探究能力。以上要求可以说是与学科核心素养中提到的实验探究与创新意识是一致的。
（二）基于目前九年级化学实验教学存在的问题分析
1.由于我校属于一所城乡接合部的学校，实验室的条件不好，部分药品和仪器不能得到及时补充，导致有些实验的完成率偏低，学生动手实验的机会也不多，实验技能和动手能力偏弱，脱离了直观性强的化学实验，从而导致学生学习化学的兴趣不高。2.现阶段仍然存有部分教师实验意识和科学探究意识相对比较薄弱、知识结构老化、采用较为传统的“灌输式”教学模式等现象，忽略了对学生知识点的形成过程和课后拓展意识的培养，更谈不上培养学生探究方法和探究能力、实验意识和实验探究意识了。3.在现有实验室条件和教师观念意识的影响下，有部分教师会忽略学生实验，觉得做实验浪费时间，还不如多做两道题，所以学生进入实验室做实验的机会是比较少的，实验能力得不到锻炼，更不要说提高实验探究的能力了。也有个别教师直接用实验视频代替了课堂演示实验或学生实验，不能充分发挥实验教学的育人作用。
（三）基于九年级教材中化学实验素材来源
新课标重视开展以素养为本的教学，倡导开展以化学实验为主的多种探究活动，让学生有更多的机会主动地体验科学探究的过程。人教版九年级化学分为上、下两册[1]，两册教材中的化学实验以教师演示实验、学生分组实验、探究实验为主，课外实验为辅。对于大部分教师来说，基本上都能充分利用好这些实验进行授课，但笔者觉得除了教材中原有的实验外，教师应从教材中发掘素材，设计成探究实验，这样既能锻炼学生的科学探究思维能力、实验动手能力，也能加深他们对该习题的理解。如教材中的一些课后习题（第六单元课题2的课后习题4、第八单元课题2的课后习题7、第八单元课题3的课后习题2、第十一单元课题1的课后习题4等）。
二、“二氧化碳制取的反应原理的探究”的教学设计与实施
（一）教材内容分析
有关气体的制备是历年中考的必考点，考查的内容是气体制取的原理、收集方法、装置的选择与组装、实验条件控制方法等。九年级化学教材中，在第二单元详细介绍了氧气的实验室制取，在第六单元二氧化碳实验室制取的学习是通过学生原有知识的基础上进行探究学习。但是在教材中却是直接地给出了一个关于制取二氧化碳的反应原理，感觉就像硬塞给了学生一样，导致很多学生不能理解为什么制取二氧化碳要用大理石或石灰石与稀盐酸，而不能用碳燃烧等反应。在本课题的课后习题中，就有一道习题是关于制取二氧化碳的反应的探究，所以教师在授课过程中可以充分利该习题介绍二氧化碳反应原理的探究，既能发展学生科学探究的思维，又能增强学生的实验动手能力，还能帮助学生更好地理解二氧化碳制取的反应原理[2-3]。
（二）课程标准中科学探究能力的八要素和布鲁姆的认知理论
《义务教育化学课程标准》（2011年版）课程内容中提道，义务教育阶段化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识，认识和理解化学问题的重要实践活动。科学探究包括提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价和表达与交流等八要素。教育家布鲁姆的认知领域认为学生对知识的认知层次分为知道、理解、运用、分析、综合和评价六个层次，对于实验室气体的制备，教材中介绍了氧气和二氧化碳的制取，学生的认知过程可归纳如下表。
（三）二氧化碳制取探究的教学设计
环节一：知道、理解。（师生互动）回顾氧气的实验室制取：从制取氧气的反应原理、反应物状态、反应条件、发生装置、收集装置、验满方法和检验方法七个方面回忆氧气的实验室制取，学生完成学案上的表格。通过实验室氧气的制取你能得出实验室制取某种气体的思路和方法吗？设计意图：引导学生确定实验室制取气体的基本思路和方法。环节二：运用、分析。（新授课）【学生活动1】列举你所知道的能生成二氧化碳的反应，然后与同学讨论这些反应能否用于实验室里制取二氧化碳，并说明理由。师生共同回忆学过的能生成二氧化碳的反应：反应1.碳燃烧：C+O2====点燃CO2。反应2.碳还原氧化铜：C+2CuO====高温2Cu+CO2↑。反应3.蜡烛燃烧：蜡烛+氧气====点燃二氧化碳+水。反应4.碳酸钠与盐酸反应：Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑。设计意图：通过已学内容引导学生讨论实验室制取某种气体的反应原理时要考虑的因素。【学生活动2】分组实验：探究实验室制取二氧化碳的反应原理，学生完成三组对比分组实验，记录现象并分析原因和得到的结论。实验1：碳酸钠和稀盐酸——反应速率过快，不利于收集二氧化碳。实验2：大理石和稀盐酸——反应速率适中，可用于实验室制取二氧化碳。实验3：大理石和稀硫酸——反应生成的硫酸钙是微溶物，会覆盖在大理石表面，阻止反应的继续进行。综上所述，适合实验室制取二氧化碳的药品是大理石与稀盐酸。设计意图：通过学生分组对比实验确定实验室制取CO2的药品和原理。实验过程中教师引导学生关注实验的反应物状态、反应条件、反应速度等。【学生活动3】参考氧气的制取思路学氧化碳的实验室制取，从反应原理、反应物状态、反应条件、发生装置、收集装置、验满方法和检验方法七个方面归纳总结二氧化碳的实验室制取。设计意图：引导学生通过实验室制取氧气的研究思路，确定学习制取二氧化碳的实验装置，体现了学科知识间的迁移和学习模版的构建对学生类似知学习的作用。【学生活动4】请总结本节课的收获，完成下面的问题。实验室制取气体装置的选取原则：①实验室制取气体确定发生装置时应考虑哪些因素？②确定收集装置时应考虑哪些因素？设计意图：帮助学生巩固实验室制取气体装置选取的原则，有效突破难点。环节三：综合、评价。（当堂检测）练习：实验室部分装置如图所示，请回答下列问题。（1）实验室用CaCO3和稀盐酸制备CO2的化学方程式为______，能作为发生装置的是______、______（填字母，下同）。（2）加热氯化铵与氢氧化钠的固体混合物制取氨气，应选择的反应发生装置是______。（3）实验室通过加热亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液制取并收集N2时，应选择的反应发生装置是______。
三、二氧化碳制取反应原理实验的探究设计及效果
（一）二氧化碳制取反应原理实验的探究设计
要制取一种气体，首先要考虑它的反应原理，本环节的教学设计是先让学生回顾已学的能生成CO2的反应并分组讨论这些反应能否用于实验室制取CO2，从而得出实验室制取某种气体的反应原理时要考虑的因素；通过三组对比实验（碳酸钠粉末与稀盐酸、大理石颗粒与稀盐酸、大理石颗粒与稀硫酸）的演示，引导学生关注其反应物状态、反应条件、反应速率等，从而通过实验确定实验室制取二氧化碳的反应原理和最适合药品。
（二）教学效果
与教材中直接把反应原理告诉学生相比，以上设计思路可以更好地让学生进行知识的迁移和归纳，将实验室制取气体的知识点形成一条知识链从而应用到其他气体的制取上，达到学以致用的效果。通过讨论、实验对比等探究式学习，充分让学生认识体会过程性的学习，逐渐形成科学的学习方法和探究意识。
四、教学反思
本节课的教学设计，以CO2的实验室制取为载体，重点在于探究CO2制取的反应原理，整个过程的设计符合教育家布鲁姆的知道、理解、运用、分析、综合和评价六个知识认知层次。充分利用了课后习题进行实验的渗透，既帮助学生更好地理解教材中的知识点，又使学生的实验能力和探究意识得到锻炼[4]。有关该教学设计中的三组对比实验，课后有学生也问道：如果用碳酸钠颗粒或大理石粉末行不行？首先，对同学们的课后反思，教师应当给予充分的肯定，至于行与不行，给出了以下回答：①建议学生上网或去图书馆查阅相关资料，了解碳酸钠的常见状态。②可以设计一个大理石颗粒和大理石粉末分别与稀盐酸反应的对比实验，通过实验事实判断行与不行。学生非常感兴趣，利用课余时间进行了讨论、实验等，发现大理石粉末与稀盐酸的反应速度很快，不利于收集气体。学生通过亲身做实验，不仅解决了之前提出的疑惑，实验设计能力和实验探究意识也再一次得到了锻炼。在后期的教学中，教师应当注重能更合理地将实验教学渗透在教材的各种素材中（如课后习题），有效提高学生的实验意识和探究意识，提升学生的化学核心素养。
【参考文献】
[1]人民教育出版社课程教材研究所，化学课程教材研究开发中心.义务教育教科书·化学·九年级上册[M].北京：人民教育出版社，2012.
[2]王聃.中学化学实验教学初探[J].科教导刊（电子版），2016（4）：57.
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（一）知识与技能
理解实验室制取常见气体的反应原理的选择依据和实验装置的设计原理，并能应用于实验室制取二氧化碳，能在教师指导下，根据实验目的选择实验药品和仪器，能安全操作。
（二）过程与方法
通过对制取二氧化碳的探究，初步学习实验室制取气体的思路和方法。
情感态度价值观
通过参与二氧化碳制取的研究，发展学习化学的兴趣，认识到合作与交流在科学探究中的重要作用。
教学重点、难点
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1、六氟化硫变压器的气体质量指标
六氟化硫由于其出色的电气特性，在电力系统中获得更多和更广泛的应用，在设备状态检修和电气设备维护中气体检测具有非常重要的作用，是电气设备状态监测的发展的必然趋势，正在成为越来越重要的方法。在气体状态检测中主要有两个方面泄漏和水含量。传统泄漏监测由压力或密度继电器不完全补偿的精度和可靠性的温度和压力的影响是。在监测复杂的工艺和设备中通过测量结果的可比性，可以客观地反映了水分的多少。
六氟化硫出色的电气性能已得到世界各国普遍承认。美国西屋公司建成世界第一台电压电路断路器高压断路器的结构的改进其优势，更多和更明显的超高压领域已经基本垄断，并逐步向低压的领域渗透。全封闭组合电器为气体的提供了一个更加重要和广阔的舞台，具有体积小，运行安全可靠，对环境的依赖低的特性，已成为首选的城市变压器。气体高压配电变压器，电缆和其他设备中的应用越来越多，气体在电力行业变得越来越重要了，越来越广泛的被使用。
2、六氟化硫变压器特征气体的产生
变压器在运行中可能会发生过热、局部放电、闪络和电弧等故障，这些故障均以热的形式表现出来。对于传统绝缘油变压器，通常采用气相色谱的方法，通过分析油裂解出来的甲烷、乙烷和氢等特征气体来进行故障判断。而六氟化硫作为绝缘介质，在一定的温度下会分解，但又极易复合，因此，在六氟化硫气体中检测其分解物是极为困难的。但在故障波及固体绝缘时，六氟化硫会产生一些分解物，如绕组出现过热、放电等故障时，导线的固体绝缘物（如聚酯薄膜、绝缘纸等）会炭化分解产生一氧化碳和二氧化碳，含量随故障的能量大小而变化。
3、模拟过热故障试验
为了模拟6 SF6变压器绕组过热的情况下，我们使用的实验设备测量六氟化硫固体绝缘过热分解产物。该容器填充0.2MPa的压力六氟化硫，测试控制温度150？250℃，1H，每个加热气体，检测四个氟化碳，一氧化碳和二氧化碳的体积分数。根据数据我们可以知道在六氟化硫在固体绝缘过热分解可产生一氧化碳和二氧化碳的体积分数和的热点温度，时间是成正比的。加热后的一氧化碳之前被加热到40？80倍，加热的二氧化碳和加热前没有太大的差异。温度为150℃绝缘纸开始碳化，加热温度高于250℃，绝缘纸容易碳化。气体以一氧化碳变化突出的特点，在缺氧气氛中加热炭化过程中的绝缘纸，主要产品有一氧化碳。因此，检测的一氧化碳气体，是检测六个六氟化硫变压器主要质量指标检测是必要的。可以比较容易的预判此类电气设备的隐患。
4、特征气体的检测方法
4.1可水解氟化物和酸度
可水解氟化物来源于合成六氟化硫气体时的副产物或高电压下的电弧分解产物，这些产物可以水解或碱解，使用吸收振荡的方法进行水解，测定可用茜素-氟镧络合比色法和氟离子选择电极法，以HF的质量比表示气体中低氟化合物的总量。
六氟化硫的酸度测试方法：以一定量的气体被过量的碱液吸收，然后用酸标准液滴定，根据酸溶液的体积、浓度的消耗程度来计算六氟化硫的酸度。
4.2四氟化碳与亚硫酰等
六氟化硫气体中的四氟化碳与亚硫酰等是用气相色谱的方法进行测定，可用热导检测器测定，若要提高灵敏度可用火焰光度检测器。色谱柱材料可用GDX-104或Porapak-Q与3X分子筛混合。
4.3一氧化碳和二氧化碳
常规方法是用气相色谱进行测量，柱材料采用活性碳或碳分子筛，一氧化碳和二氧化碳用热导检测器检测，检测灵敏度约为0.01%（体积分数），采用双热导池的方式。柱温度应考虑使用程序升温，加快出峰时间。若用经过镍触媒转换后用氢火焰检测器检测，检测灵敏度不小于0.0025%（体积分数），但要考虑六氟化硫气体对镍触媒的毒化。
篇12
（一）二氧化碳是无色、无味、窒息性气体。在半导体制造中氧化、扩散、化学气相淀积、某些反应的惰性介质、石墨反应器的热载体、输送易燃液体的压入气体、标准气、校正气、在线仪表标准气、特种混合气等。
5.电流极性：采用直流反极性，这时电弧稳定，焊接过程平稳，飞溅小。若采用直流正极性，则熔深较浅，余高较大和飞溅很大。而在堆焊、铸铁补焊时均采用直流正极性接法。
当焊丝干伸长增加时，焊丝熔化速度增加，这时电流减小，将使熔滴与熔池温度降低，造成热量不足，而引起未焊透；另外，电弧不稳，难以操作，飞溅大，成形差，易产生气孔；当焊丝干伸长变短时，电流增大，弧长变短，熔深变大，飞溅易粘附到喷嘴内壁，不易观察熔池，甚至烧坏导电嘴。
三、 二氧化碳气体保护焊的操作规程
（一）作业前，二氧化碳气体应预热15min。打开二氧化碳气体时，焊接工作人员要站在气罐瓶嘴的侧面。
（二）焊接前，要检查和确认焊丝从进给机构到电线的连接还有气体供应系统、冷却水循环系统等是否按工作规范检查到位，最重要的是焊枪冷却水系统千万检查是否有漏水现象。
（三）二氧化碳气体瓶要放在阴凉处，气罐体的温度不能超过30℃，安放位置要牢靠，周围不能有热源、火源等。
（四）二氧化碳气体预热器端的工作电压力，要小于36V，焊接作业操作完毕后。要按规定第一时间应切断电源。
（五）作业面所人工作人员必须按规定做好防护工作，比如穿戴合格的劳动防护用品，并做好突发事件的应急处理预案，做到防火灾、防高空坠落、防止触电、防瓦斯中毒的安全措施。
（六）焊接使用的设备要求有防雨、防潮、防晒的功能，还要按工作面比例配备防火消防器材。
（七）在遇到高空焊接或切割时，必须系好安全带，焊接周围和下方应采取防火措施，并应有专人监护。
（八）如果遇到工作面下雨，应立即停止工作，禁止雨天露天电焊。在潮湿地带作业时，操作人员要使用绝缘物品，并穿绝缘鞋。
（九）严禁对带电设备、承压状态容器及管道、承载结构的受力部位和装有易燃、易爆物品的容器进行焊接和切割。
（十）工作结尾消除焊缝焊渣时，要配戴防护眼镜。
（十一）在必须对密封容器、管道、油桶、焊受压容器、沾有可燃气体和溶液的物品焊接工作时，要按操作规范操作如：1.先消除容器及管道压力，再消除可燃气体和溶液。2.然后冲洗有毒、有害、易燃物质；有残余油脂的容器，应先有蒸汽、碱水冲洗，并打开盖口，确认容器清洗干净后，再灌满清水方可进行焊接。3.在容器内焊接应采取防止触电、中毒和窒息的措施。焊、割密封容器应留出气孔，必要时在进、出气口处装设通风设备；4.在工作时容器内照明电压小于12V，焊工与焊件间应绝缘；容器处应设专人监护。5.严禁在已喷涂过油漆和塑料的容器内焊接。
四、 结束语
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温室结构比较封闭，二氧化碳浓度随蔬菜的生长和光照的变化而变化。二氧化碳浓度夜间高、白天低，阴天高、晴天低。日出后蔬菜开始光合作用，浓度逐渐降低，11：00左右达到最低点，日落后蔬菜通过呼吸作用和土壤有机物分解释放二氧化碳，浓度开始上升，早晨揭苫前达到最高。阴雨天蔬菜光合作用弱，浓度较高；晴天蔬菜光合作用强，浓度低。苗期二氧化碳浓度高于生长期。
1.2土壤气体
蔬菜根系呼吸作用为生长提供能量，要保证正常呼吸作用，需要充足的氧气和较低的二氧化碳浓度。土壤氧气含量比空气中低18.00%～20.03%，二氧化碳含量比空气中高0.15%～0.65%。随着土壤深度增加，土壤空气中二氧化碳含量增加，氧气含量减少，其含量相互消长。当土壤间隙小、水分多时能使二氧化碳浓度剧增和氧气浓度大量减少。土壤和空气的气体交换主要是依靠扩散作用进行的，因此离表层越近，间隙越大，气体越充足。
1.3有害气体
有害气体主要来源于有机肥发酵分解、化肥和薄膜等塑料制品挥发产生。温室空间封闭，温度高，湿度大，施肥量大，冬春低温季节往往过于注重保温，忽视通风换气，造成氨气、亚硝酸、二氧化硫等有害气体在室内积累，使蔬菜受害，甚至植株死亡[1]。
2各种气体对蔬菜生理的影响
2.1二氧化碳
二氧化碳是蔬菜光合作用的原料。大气中平均浓度为300～330 mg/L，温室空间密闭，低温季节为了保温，与外界气体交换较少，二氧化碳经常缺乏，不能满足蔬菜优质高产的需求。当温室内二氧化碳浓度低于300 mg/L时，光合作用受到抑制，蔬菜生长缓慢，落花、落果，产量降低。如果适当提高温室内二氧化碳浓度，能使蔬菜光合作用效率提高，产量增加[2-3]。
2.2土壤气体
温室土壤水分蒸发量小，大量浇水会导致土壤透气不良，根系缺氧，影响蔬菜吸收养分，甚至烂根或死亡。土壤透气良好，根系发达，吸收养分能力强；透气性不佳，则根系发育不良，根短而粗，毛细根少，吸收养分、水分能力下降。土壤中氧气充足，微生物代谢快，有机质分解也快，土壤中有效养分含量高；缺氧时，土壤有机质分解可产生甲烷等有毒气体，危害蔬菜根系，造成病害发生。当土壤中氧气含量小于9％时会影响根系发育，含量低于5％时大部分根系停止发育。
2.3有害气体
2.3.1氨气。主要来源于施用未腐熟的有机肥，施肥时量大、集中、覆土浅，分解会产生大量氨气；过量施用尿素、硫酸铵或碳酸氢铵等铵态氮肥也会分解产生氨气。当氨气浓度达到5 mg/L时就会产生危害，叶面、叶脉呈开水浸状，颜色变淡，发白或淡褐色，叶缘呈灼伤状，严重时呈绿白色，全株枯死。通常追肥后3～4 d出现症状。番茄、黄瓜、辣椒等对氨气敏感。可以采用测试棚膜水滴pH值的办法检查是否发生氨气危害，当pH值大于8.2时，即发生危害。
2.3.2亚硝酸。在土壤板结、盐渍化和硝化细菌活性降低数量减少的情况下施用过多铵态氮肥，使硝化作用受到抑制，当土壤pH值小于5时会产生亚硝酸气体。浓度达到2 mg/L时叶片褪绿，呈现白斑，严重时叶脉也变白色，全株枯死。通常施肥后10～15 d出现危害。黄瓜、莴苣、芹菜等对亚硝酸敏感。当棚膜水滴pH值为酸性时，要及时防止亚硝酸危害发生，茄子pH值小于5.8、青椒pH值小于5.4时产生危害。
2.3.3二氧化硫。温室采用煤炉加温；大量施用硫酸铵、硫酸钾及未腐熟的有机肥，均会产生二氧化硫气体；二氧化硫遇到水珠会生成亚硫酸，滴到叶片上也会使作物受害。危害症状：叶片先受害，在气孔多地方出现斑点，然后逐渐褪色。轻度受害在叶片背面出现斑点；严重时叶片呈开水浸状，逐渐褪绿、黄化脱落，甚至死亡。当温室内二氧化硫浓度达到0.2 mg/L时，经3～4 d，油菜、菠菜、莴苣、西瓜、白菜等对二氧化硫敏感的蔬菜就会出现受害症状。
2.3.4塑料制品挥发产生的有害气体。一是邻苯二甲酸二异丁酯。是塑料薄膜的增塑剂，使用含有该物质的薄膜时，白天温度高于30 ℃且夜间10 ℃以上时，6～7 d就会产生危害，心叶及叶尖颜色变淡，逐渐褪绿变黄、变白，干枯死亡，白天温度35 ℃以上，夜间15 ℃以上，9 d左右会整株死亡。油菜、西葫芦、茄子、黄瓜等敏感。二是乙烯。使用聚氯乙烯薄膜在温度高时会挥发出乙烯气体，当浓度达到0.05 mg/L时会产生危害，使植株矮化，叶下垂，皱缩，黄化褪绿，最后变白枯死。辣椒、茄子、番茄等对其敏感。
3调控技术
3.1加强中耕，合理施肥
应保持土壤疏松透气，根系氧气充足，施用充分腐熟的有机肥，增施磷、钾肥，少施氮肥，以施底肥为主，追肥为辅，追肥要开沟深施，施后覆土，浇水要及时，且控制好浇水量。
3.2通风换气
及时通风换气是避免气体危害发生的重要措施，能调节温室湿度、温度，补充二氧化碳，稀释有毒气体。寒冷季节更要注意通风换气，早晨温室内二氧化碳含量最低，早晨温度低，可采用减少通风面积、缩短通风时间的方式，中午气温高要及时进行通风换气。
3.3选用优质无毒塑料制品
使用正规厂家生产的安全无毒塑料薄膜，地膜、浇水塑料管等也应是无毒的。温室内不应堆放塑料制品。
3.4二氧化碳气体施肥
3.4.1施肥方法。一是施固体二氧化碳颗粒气肥。施用气肥450～525 kg/hm2，开沟2～3 cm撒入颗粒气肥后覆土，保持土壤疏松，7 d后开始释放二氧化碳，有效期40～45 d。二是钢瓶液态二氧化碳施肥。使用橡胶管将气体导出，橡胶管上按适当距离扎出放气孔，每天放气6～12 min，35 kg钢瓶可施肥667 m2温室25 d左右。三是使用二氧化碳发生器。在特制容器内利用碳酸氢铵和硫酸发生化学反应产生二氧化碳[4-6]。
3.4.2施肥时间。二氧化碳气体施肥，应在晴天日出后0.5～60.0 min进行，通风前30 min停止，每天施放2～3 h。中午通风可得到二氧化碳的补充，下午可不施二氧化碳气肥。冬季气温低，通风时间短，施肥时间可适当延长。阴雨天光合作用弱，可不施或少施二氧化碳。在蔬菜生育初期施肥效果最好，苗期施用可培育壮苗、缩短苗龄，叶菜类应在定植后开始施用，瓜类、茄果菜类宜在开花期、结果初期施用。
3.4.3注意的问题。一是二氧化碳浓度过高会导致蔬菜中毒，使叶片气孔关闭，抑制光合作用，根系吸收能力减弱，出现裂果、畸形果、卷叶、萎蔫等现象。施肥浓度不能超过2%，黄瓜、茄子、番茄等晴天控制在1 000～2 000 mg/L，阴雨天500～1 000 mg/L。二是施肥时应将二氧化碳发生器或橡胶管散气管悬挂于植株上方。三是连续进行1～2个月。如不能每天施用，前后2次时间间隔不要超过7 d。施肥后将温度提高2～3 ℃，以促进光合作用。施肥后根系活力减弱，应加强水肥管理。
4参考文献
[1] 李全慧，孙增学.保护地蔬菜气体危害及防治措施[J].现代农村科技，2010（13）：29-30.
[2] 魏荣彬.有害气体造成的蔬菜生理病害及防治[J].蔬菜，2009（2）：18-20.
[3] 张福墁.气体与温室蔬菜栽培[J].农村实用工程技术：温室园艺，1995（11）：10-11.