二氧化碳的循环及其性质、用途导学案
二氧化碳的循环
任务一：看课本140页莫纳罗雅山顶大气中二氧化碳含量随时间的变化曲线图思考
1、二氧化碳的含量冬天和夏天有什么区别？为什么会出现这种差别？
2、观看曲线图说出二氧化碳含量变化规律是什么？你认为都有哪些原因导致了
这一变化？
3、针对上述你发现的问题我们可以如何控制大气中的二氧化碳的含量呢？
任务二：分析课本141页二氧化碳循环图思考：
1、大气中产生二氧化碳的主要途径是什么？
2、自然界中消耗二氧化碳的途径都有哪些？
任务三：大气中二氧化碳的增多会给我们带来哪些麻烦？
巩固练习
1、绿色植物能通过作用吸收二氧化碳，通过作用将二氧化碳释放到大气中。
2、科学家采取“组合转化”技术，将二氧化碳和氢气以一定比例混合，在一定条件下反应，生成一种重要的化工原料和水。请在括号里填写化工原料的化学式2CO2 + 6H2 ==== ( ) + 4H2O
3、为了缓解大气中二氧化碳含量的增加，以下建议可行的是（）A 开发太阳能、风能、水能、地热等新能源 B 禁止使用煤、石油、天然气等矿石燃料
C 大量植树造林，禁止乱砍滥伐
4、“低碳生活”是指减少能源消耗、节约资源。从而减少CO2的排放的生活方式，下列不符合“低碳生活”的做法是A、用篮子代替塑料袋B、用节能灯泡C、节约每一滴水D、每天开车上班
5下列日常生活中的做法符合“低碳生活”的观念的是A、节约纸张B、分类回收处理垃圾
向二氧化碳的水溶液中加入2~3滴紫色石蕊溶液，现
象：
；原
因：；反应方程式：
将加有紫色石蕊溶液的二氧化碳水溶液加热，现象；反应方程式；
c．二氧化碳通入澄清石灰水中：
现象：；化学反应方程
式：
该反应的用途
三、二氧化碳的用途有哪些呢
1．用于灭火，利用了其什么性
质，因此进入菜窖前要先
做实验。
2．制冷剂、保藏食物、人工降雨，利用了其什么性
质
3．二氧化碳还可以用于
作；
六、达标检测（相信自我，一定能行）
1、下列气体中，有毒的是（）
A．N
2 B．O
2
C．CO
D．CO
2
2、下图所示的实验中，发生了化学变化的是（）
A．干冰升华B．CO
2溶于水C．实验CO
2
的密度 D．自制过滤器过滤
液体
3、下列有关二氧化碳的检验、制备和用途能达到目的的是（） A．干冰用于人工降雨
B．二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变蓝 C．用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳
D．将燃着的木条伸入集气瓶，火焰立即熄灭，证明瓶内原有气体就是二氧化碳
4、取四朵用石蕊试剂染成紫色的干燥纸花进行如下操作，能够观察到纸花变红的是（）
A．喷石灰水B．直接喷水 C．直接放入CO
2
中D．喷水后放入CO
2
中
5、CO
2和O
2
是自然界中生命活动不可缺少的两种气体，下列对它们的认识中，正
确的是（）
Ａ．都含有氧分子Ｂ．都能供动物呼吸Ｃ．都不溶于水Ｄ．密度都比空气大
6、用二氧化碳溶液浇灌盐碱地植物主要作用除改良碱性土壤外还能 ( )A.促进植物的呼吸作用 B.加速植物的光合作用C.增加植物生长所需的微量元
素 D.代替碳酸氢铵等作氮肥施用
7、“雪碧”是一种无色的碳酸饮料，将少量“雪碧”滴入紫色石蕊试液中，然后再加热，溶液的颜色变化情况是：( )A.先变红后变紫 B.变红后颜色不再改变 C.先变无色后变红 D.先变蓝后变紫
七．能力提升训练（热爱学习，功到自然成！）
1．请你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究。
（1）选择药品。小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：
组别药品实验现象
①块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中
②块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快
从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，该组药品发生反应的化学方程式
为
；
不选择第③组药品的原因
是
。
（2）选择装置。通过对制取氧气装置的分析，他选择用过氧化氢制取氧气的发生装置。你认为他选择的依据
是
。
（3）制取气体。将药品装入所选装置制取气体，并用向上排空气法收集。验满方法是：
（4）气体检验。将生成的气体通入石蕊溶液中，溶液变红，因此他确定该气体是二氧化碳。他的检验方法是否正确？请说明理
由
。
2.2009年世界气候大会在丹麦首都哥本哈根举行，旨在控制大气中“温室效应”气体的排放量。“低碳”正成为人们的共识。
(1)近几十年来大气中二氧化碳含量不断上升的主要原因
是。
(2)自然界消耗二氧化碳气体的主要途径是①植物的光合作用。植物在光的作用
下吸收二氧化碳和水生成葡萄糖(C
6H
12
O
6
)和氧气；②海水的吸收。请用化学反应
方程式表示出上述两条消耗CO
2
的途径
①、②。
(3)科学家正在研究将空气中过多的CO
2和H
2
在催化剂和加热条件下转化成甲烷
和水，这个反应的化学方程式是
。
(4)请举一例你在日常生活中符合“节能减排”的做法
CO2制冷装置CDPL500-SIE-29-Y 工作原理 一：工作原理 二：操作流程： 三：仪表的操作： 四：冷干机的操作： 五:几种常见报警及消除：
CO2制冷装置 CDPL500-SIE-29-Y 工作原理 (一)：工作原理 干燥清洁的二氧化碳气体在进入二氧化碳液化器进行液化，液化器是一个列管式换热器，制冷剂在管中流动，不断蒸发汽化吸收热量，二氧化碳气体被冷却到-20～-25℃（温度随压力的变化而变化）左右并被液化，在此温度下不能液化的气体（称为不凝性气体，主要成份是氧气和氮气）积聚在液化器的顶部被排放出液化器。制冷剂可在一定温度及压力下被冷却循环水冷凝成液体，使制冷剂具有制冷能力，吸收的热量被冷却水带走。液化的二氧化碳液体自流被送入储液罐储存。 储存液体时或生产用气时压力超过一定值时（1.93Mpa），冷冻机组自动开启(制冷机组满负荷运行)进行降温降压，将气体液化，避免安全阀起跳损耗气体。当制冷机组压力下降至一定值时（1.83Mpa），液化器冷冻机组自动停止工作；当二氧化碳来气量减少时，二氧化碳回路压力会降低，此时螺杆制冷压缩机会进行卸载。制冷机组工作时压力超过2MPa，建议关闭手动控制气体压缩机，如压力仍维持2Mpa，建议用户关闭制冷机组，检测发酵罐来气中二氧化碳浓度。 制冷压缩机的卸载范围： 1：二氧化碳回路压力>1.8 Mpa：制冷机组满负荷加经济器运行
2：二氧化碳回路压力>1.8Mpa ，<1.7 Mpa ：制冷机组满负荷运行 3：二氧化碳回路压力<1.7 Mpa ：制冷机组75%负荷运行 2：二氧化碳回路压力<1.6 Mpa ：制冷机组停止运行，等待气体压缩机给二氧化碳回路升压。 （二）： 操作流程： （1）自动运行：（系统正常运行） 按下启动按钮，这时候制冷压缩机进入运行准备状态，启动 按钮灯亮。当系统压力大于18KG，制冷压缩机就可以运行，低于16KG 自动停止，然后当系统压力再次大于18KG 后会自动再运行，除非按下停止按钮，机器才会停止运行，同时停止按钮灯亮。如果运行中发现有报警发生，机器也会停止运行，人为的消除报警后再次按下启动按钮才能让机器运行。 （2）降压操作：（系统长时间停机可能会导致压力超高系统长时间停机可能会导致压力超高系统长时间停机可能会导致压力超高）） 将允许降压打在开的位置，允许降压指示灯亮。系统系统长时间停机长时间停机可能会导致压力超高可能会导致压力超高。。当高过19.3KG 时，制冷压缩机强制投入运行，到压力低于18KG 停止。一般可以将允许降压打在开的位置。 （3）工作流程： 系统运行后3秒制冷压缩机启动，首先线圈1得电，500毫秒后线圈2得电。这时能调阀1和2都未得电，压缩机为50%功率运行，线圈1运行后1分钟能调阀2得电，为75%功率运行。再过1分钟能
目录 第一章制冷的热力学基础 (2) 第1节热力学第一定律 (2) 第2节热力学第二定律 (6) 第二章传统的制冷物质与制冷技术 (7) 第1节制冷剂的历史[4] (7) 第2节传统制冷技术的简单介绍 (7) 第三章半导体制冷 (10) 第1节半导体[4] (10) 第2节半导体制冷器 (11) 参考文献 (12) 致谢 (13)
第一章 制冷的热力学基础 第1节 热力学第一定律 1、热力学第一定律 自然界中的所有物质都有能量，能量不能被创造也不能被消灭，它只能进行能量之间的转换，从一种形态变成另一种形态，但是能量的总和不会改变，这就是能量守恒与转换定律，是自然界的基础规律之一，也是热力学第一定律的理论基础[2]。热力学第一定律就是能量守恒与转换在一个热力学系统中的应用。 热力学第一定律的解析式为： W U Q +?= （1.1.1） 式中Q 为系统中的热量，U ?表示热力学能的变化量，W 为与环境交换的功。式中热力学能变化量U ?、热量Q 、和功W 都是代数值，可正可负，系统吸热Q 值为正，放热Q 值为负；同理，系统对外做功W 为正，反之为负。系统的热力学能增大时，U ?为正。可以理解为在一个热力学系统内，热力学变化量U ?与对环境做的功的总和为系统中的总热量。这也说明了一个道理热力学第一定律是一个准静态过程，即在这个过程中的每一时刻，系统都处于平衡态。 说简单些，就是在一个系统中，热和功是可以相互转换的，消耗一定量的热即可产生一定量的功，同时，消耗一定量的功会产生一定量的热，但其二者之和是保持不变的一个固定值。 热力学的第一定律解析式的微分形式为 W dU Q δδ+= (1.1.2) 2、热力学第一定律对理想气体的应用[1] 下面我们来看看热力学第一定律在理想气体下的一些简单的能量转换。 （1）等体过程 等体过程即使在系统体积保持不变，外界做功为零，故此根据热力学第一定律的解析式可得出
中国工程热物理学会燃烧学学术会议论文编号：15xxxx 基于超临界CO2布雷顿循环的燃煤发电系 统优化分析 周敬1，凌鹏1,2，张晨浩1，崔晓宁1，徐俊1，许凯1，苏胜1，胡松1，汪一1，向军1，* （1华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，武汉430074 2长沙理工大学能源与动力工程学院，长沙，410114） （Tel：87542417-8206，Email：xiangjun@https://www.doczj.com/doc/8b13562615.html,） 摘要:本文建立超临界CO2燃煤发电系统全流程优化模型，在32.5MPa/605℃/610℃/610℃/高参数条件下，分析不同冷却方式、再热级数以及省煤器布置方式对系统性能的影响。结果显示：中间冷却与二次再热在高压缩比下能有效提高S-CO2布雷顿循环热力性能；锅炉受热面压降能降低循环系统热力学性能且对二次再热影响高于一次再热；从高温回热器入口引出部分流到省煤器能有效提升S-CO2发电系统全厂效率；；相同条件下，超临界CO2发电系统全厂效率高于传统蒸汽锅炉。 关键词超临界CO2布雷顿循环；燃煤发电系统；热力系统优化；全流程模型Thermodynamics optimization analysis of supercritical CO2 coal-fired power generation system based on Supercritical CO2 Brayton Cycle Zhou Jing1，Ling Peng 1,2, Zhang Chenhao 1, Cui Xiaoning1, Xu Jun 1, Xu Kai 1, Su Sheng 1, Hu Song 1, Wang Yi 1, Xiang Jun 1, * （1 State Key Laboratory of Coal Combustion, School of Energy and Power Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China 2 School of Power and Energy Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha Hunan 410114, China） Abstract:This paper establishes a Thermodynamics optimization model of supercritical CO2 coal-fired power generation system. Under the high-parameter conditions of 32.5MPa/605°C/610°C/610°C/, different cooling modes, reheat stages, and economizer layouts are analyzed for system performance. The results show that the intercooling and double reheat can improve the thermal performance of the S-CO2 Brayton cycle at high compression ratios effectively; double reheat is more affected by the pressure drop at the heated surface of the boiler than the single reheat.; the case that the part flow is introduced from the inlet side of high-temperature recuperator into the economizer can utilize effectively waste heat and improve the whole plant efficiency; Under the same conditions, the whole plant efficiency of supercritical CO2 power generation system is higher than the traditional steam boiler. Key words:Supercritical CO2Brayton cycle; Coal-fired power generation system; Thermodynamics optimization analysis; Process analysis
二氧化碳的性质和制取（讲义） ?知识点睛 1.二氧化碳的性质 （1）物理性质 无色、无味的气体，密度比空气大，能溶于水。 固态二氧化碳为白色雪花状固体，俗称，常用 作制冷剂，也可用于人工降雨。 （2）化学性质 ①不燃烧，也不支持燃烧 ②与水反应 化学方程式： 生成的碳酸能使紫色石蕊溶液变红； 碳酸不稳定，容易分解成二氧化碳和水。 化学方程式： ③与澄清石灰水反应（此反应用来检验二氧化碳） 化学方程式： 与氢氧化钠溶液反应（此反应用来吸收二氧化碳） 化学方程式： （3）用途 灭火、光合作用、气体肥料、制冷剂、人工降雨等。 2.二氧化碳的制取 （1）工业制取二氧化碳 反应原理： 【拓展】CaO 易与水发生反应，大量的热， 可用作干燥剂，反应的化学方程式：。 （2）实验室制取二氧化碳 ①药品：和 反应原理： a.不选用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发产生， 导致收集到的CO2不纯。 b.不选用稀硫酸，因为反应生成的微溶于 水，会附着在大理石的表面阻止反应继续进行。 c.不选用碳酸钠粉末，因为碳酸钠粉末与稀盐酸 反应速率太，不方便收集。 （Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑）
②实验装置 实验室制取的CO2中常混有HCl 和水蒸气，可利用 如下装置进行净化。饱和NaHCO3溶液可除去HCl， 浓硫酸具有吸水性，可用作干燥剂，除去水蒸气。 【拓展】万能瓶的应用 图A：收集气体（根据气体密度选择合适的进气口）； 图B（短进长出）：收集气体（液体被挤入烧杯）； 图C（长进短出）：除去杂质（气体充分接触液体）； 图D（长进长出）：既能除杂质，又能收集气体。 ③二氧化碳的检验、验满 a.检验：通入澄清石灰水。 b.验满：燃着的木条放在集气瓶口。 ?精讲精练 1.下列有关二氧化碳的实验只能证明其物理性质的是（） A． B． C． D．
超临界二氧化碳动力循环与氦动力循环的比较 目前，世界上正在建设和研究的高温气冷堆都是使用He作为工质，这是因为He具有很好的稳定性、化学相容性及热传导性。但是，He作为工质存在一些不足，例如动力循环需要较高的温度、难于压缩等，给反应堆和换热部件的结构材料、叶轮机械的设计带来很多困难。出于降低反应堆结构材料要求、减少技术难度、提高反应堆的安全性与经济性等各方面的考虑，有学者进行了选取CO2作为循环工质的研究。CO2虽然在稳定性、热传导性方面比He稍差，但CO2具有合适的临界参数，不需要很高的循环温度就可以达到满意的效率，且具有压缩性好、储量丰富等优点。采用CO2作为循环工质可以降低循环温度和压缩功，从而提高反应堆的安全性，同时降低反应堆造价。超临界CO2的闭式布雷顿循环被推荐在铅冷快堆及钠冷快堆中使用。 1. 二氧化碳布雷顿循环分析 （1）二氧化碳布雷顿循环 CO2与He在动力循环中最大的不同点就是气体性质随压力、温度的变化差别很大（表1-1）。高压（7.5 MPa）环境中，CO2的导热系数λ、定压比热容c p 和压缩因子z均与低压（0.1 MPa）下的参数有很大差异；在循环工况下，He循环可以视为理想气体循环，除密度外，其余参数变化不大。动力循环的工况，CO2的工作参数在其临界点（7.377 MPa，31℃）附近；因此，CO2动力循环除与He循环有相同的决定因素外，还取决于动力循环的不同实际工况，即超临界压力、跨临界压力及亚临界压力3种循环工况（图1-1）。超临界循环：循环压力及温度均在临界参数以上；跨临界循环：循环高压侧压力高于临界压力，低压侧压力低于临界压力；亚临界压力循环：循环压力均低于临界压力，工作于气相区。 表1-1 CO2和He热物性比较（35℃） 工质P/MPa ρ/kg·m-3 λ/W·(m·K)-1 C P/kJ·(kg·K)-1z CO2 7.5 277.6 0.03532 5.9306 0.463 0.1 1.95 0.01497 0.828 0.879
关于CO2制冷的说明 CO2制冷的优点： 1、CO2为自然工质 2、优良的经济性，无回收问题 3、良好的安全性，无毒，不燃 4、优良的传热和流动性。 CO2制冷现阶段的局限性： 1、管道材质：CO2常温下压力为75kgf ，采用R717和CO2复叠制冷，温度控制在-5℃ ~-10℃范围内，设计压力为52kgf ，运行压力在30kgf ，在此压力下，管道采用不锈钢 或16Mnr ，不锈钢焊口需经过处理，否则容易腐蚀，16Mnr 焊接后需经过热处理，在中 国现有条件下，现场没法进行处理，如果出现问题，危险性更大。此外，中国没有这方 面的规范和部门对此进行检验，检验标准生产厂家按自己厂家的标准执行。 2、CO2的水的影响：CO2系统中如果有水分，不但会造成冰堵，CO2和水反应生产碳酸， 对系统造成腐蚀。通常在系统中增加干燥过滤器，经常更换干燥过滤器，但在如此高的 压力下，更换过滤器，对设备管理人员提出了更高的要求。 3、CO2冲霜的问题：如果采用电融霜，运行费用非常高；采用水融霜，融霜时间长， 并且冷库地面会出现冻冰现象。通常采用工质融霜。CO2制冷压缩机组工作范围-5℃ ~-10℃，压缩机设计压力在35kgf ，而融霜温度在10℃左右，需增加进口压缩机进行 融霜，设计压力在50kgf~60kgf ，融霜压缩机组都是进口，如果出现故障，现场很难 处理，维修周期非常长。 4、辅助制冷系统：由于CO2 常温下压力过高，系统停止运行时，需开启辅助制冷系
统保持系统压力升高，辅助制冷系统需配置专用发电机组，并且都要有备用，时刻保证辅助制冷系统和专用发电机组都在良好的工作状态，平时不使用，一旦制冷系统停止运行，必须保证辅助制冷系统可靠运行，辅助制冷压缩机采用进口，维修麻烦。 5、操作维护：CO2制冷系统同R22制冷系统一样，系统很难回油，完全靠人工操作进行系统回油，在如此高的压力和复杂的系统下，对设备操作人员技术水平提出非常高的要求。该系统有制冷压缩机组、融霜压缩机组和辅助制冷系统，各压缩机组都不能出现故障，对设备维护人员要求很高的技术水平。系统压力非常高，运行补充CO2和冷冻油，更换阀门、安全阀等，都要求有非常专业的设备维护人员。 6、CO2的危险性：直接存在于人类的呼吸过程中，3% (30,000ppm) 导致呼吸加重 (+100%)，5% （50,000ppm）导致麻醉，10% (100,000ppm) 导致昏迷，> 30% 立即导致由于浓度过高而引起的死亡！大气中CO2和O2的浓度比为1:700。O2浓度下降1-5%不会引起致命的危害。CO2浓度上升1-5%是致命的，需要设置类似于NH3那样明显的警示标志以便使现场受过训练的工作人员能够随时意识到可能存在的安全性问题。 综上所述，在中国现有的国情下，无论从技术上、工艺上、还是用户的操作维护上，都不适合作为商业推广，只能作为实验项目使用，只有各方面都进一步发展，才适合推广。蒙牛、伊利公司都研究过CO2制冷，伊利公司还到CO2制冷现场参观过，但现在都没采用，就是CO2制冷现在还不可靠，风险性比较大。此次羊屠宰项目采用CO2 制冷，系统也需要氨液（可能2吨左右），采用氨制冷，系统充氨量才9吨左右，没超过十吨（超过十吨为重大危险源），采用CO2制冷没什么意义。
二氧化碳的循环及其性质、用途导学案 二氧化碳的循环 任务一：看课本140页莫纳罗雅山顶大气中二氧化碳含量随时间的变化曲线图思考 1、二氧化碳的含量冬天和夏天有什么区别？为什么会出现这种差别？ 2、观看曲线图说出二氧化碳含量变化规律是什么？你认为都有哪些原因导致了 这一变化？ 3、针对上述你发现的问题我们可以如何控制大气中的二氧化碳的含量呢？ 任务二：分析课本141页二氧化碳循环图思考： 1、大气中产生二氧化碳的主要途径是什么？ 2、自然界中消耗二氧化碳的途径都有哪些？ 任务三：大气中二氧化碳的增多会给我们带来哪些麻烦？ 巩固练习 1、绿色植物能通过作用吸收二氧化碳，通过作用将二氧化碳释放到大气中。 2、科学家采取“组合转化”技术，将二氧化碳和氢气以一定比例混合，在一定条件下反应，生成一种重要的化工原料和水。请在括号里填写化工原料的化学式2CO2 + 6H2 ==== ( ) + 4H2O 3、为了缓解大气中二氧化碳含量的增加，以下建议可行的是（）A 开发太阳能、风能、水能、地热等新能源 B 禁止使用煤、石油、天然气等矿石燃料 C 大量植树造林，禁止乱砍滥伐 4、“低碳生活”是指减少能源消耗、节约资源。从而减少CO2的排放的生活方式，下列不符合“低碳生活”的做法是A、用篮子代替塑料袋B、用节能灯泡C、节约每一滴水D、每天开车上班 5下列日常生活中的做法符合“低碳生活”的观念的是A、节约纸张B、分类回收处理垃圾
向二氧化碳的水溶液中加入2~3滴紫色石蕊溶液，现 象： ；原 因：；反应方程式： 将加有紫色石蕊溶液的二氧化碳水溶液加热，现象；反应方程式； c．二氧化碳通入澄清石灰水中： 现象：；化学反应方程 式： 该反应的用途 三、二氧化碳的用途有哪些呢 1．用于灭火，利用了其什么性 质，因此进入菜窖前要先 做实验。 2．制冷剂、保藏食物、人工降雨，利用了其什么性 质 3．二氧化碳还可以用于 作； 六、达标检测（相信自我，一定能行） 1、下列气体中，有毒的是（） A．N 2 B．O 2 C．CO D．CO 2 2、下图所示的实验中，发生了化学变化的是（） A．干冰升华B．CO 2溶于水C．实验CO 2 的密度 D．自制过滤器过滤 液体 3、下列有关二氧化碳的检验、制备和用途能达到目的的是（） A．干冰用于人工降雨 B．二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，溶液变蓝 C．用块状石灰石和稀硫酸迅速制备大量二氧化碳 D．将燃着的木条伸入集气瓶，火焰立即熄灭，证明瓶内原有气体就是二氧化碳 4、取四朵用石蕊试剂染成紫色的干燥纸花进行如下操作，能够观察到纸花变红的是（） A．喷石灰水B．直接喷水 C．直接放入CO 2 中D．喷水后放入CO 2 中 5、CO 2和O 2 是自然界中生命活动不可缺少的两种气体，下列对它们的认识中，正 确的是（） Ａ．都含有氧分子Ｂ．都能供动物呼吸Ｃ．都不溶于水Ｄ．密度都比空气大
《二氧化碳的制取和性质》说课稿 《二氧化碳的制取和性质》说课稿 一、说过程与方法 1、通过实验室里制取气体的方法和设计思路，探索实验室制取二氧化碳的化学反应原理和实验装置， 2、初步独立的进行科学探究活动，初步体验化学实验的方法的科学性。 二、说教法 1、学情分析：二氧化碳是学生熟悉的物质，但学生还不能系统的了解二氧化碳在自然界所起的众多重要作用，所以本节课要引导学生在更高、更深的层次上系统的认识二氧化碳。 2、教法的选择 我在教学设计中不仅注重了学科知识的获取，更注重学生参与获取知识的过程。 在教学中多次采用学生讨论交流、实验探究、多媒体演示、网络搜索、知识竞赛、互动教学等多样化形式和科学的教学方法让学生积极、主动地参与教学过程。培养学生分析问题能力、科学思维方法、表达和概括的能力；培养学生交流意识与协作精神；培养学生发散性思维能力和创新精神。将一些枯燥和晦涩难懂的问题寓教育于学生喜闻乐见的、生动活泼的教学活动中，高度调动学生的积极性、主动性，为教学目标的实现注入了精神动力。对实验现象及生活现象的分析能
做到由浅入深，培养学生的想象力和逻辑思维能力。 三、说学法 “授之以鱼，不如授之以渔”。在讲授知识的同时，更重要的是要教给学生学习的方法。在学法上重在指导学生形成一个良好的思维习惯。本节课主要让学生学会科学探究的学习方法，使学生体会到获取知识的一般途径，所以我在课的设计中注重指导学生：听――听得明白、思――敢思会思、说――表达完整、观――观察仔细、议――学会交流。针对不同层次学生设计难易不同的问题，让尽可能多的学生均得到最大的收获。 四、说教学实施 我将本节课内容分为四大环节来进行 （一）导入新课（3分钟） 新奇适当的导入是保证学生良好学习气氛形成的重要方法。在这个环节我发挥多媒体和网络的优势，搜集了多副关于二氧化碳在自然界中的作用图片和有关“屠狗洞”的小故事视频录像等，从中暗示本节课要学习的内容，从而也激起学生学习的渴望。 （二）二氧化碳的制法（17分钟） 本环节我改变了以往“教师引导---学生思考并得出结论”的一问一答模式，我认为那不利于培养学生科学探究的思维，所以我在学生学过氧气的实验室制法的基础上大胆的放手，给学生提供足够多的仪器和药品，让他们以小组为单位探讨出制取气体的一般思路之后，亲自动手随意选择可行的药品进行实验探究，初步按科学探究的一般
二氧化碳的性质和制取（习题） 1.下列有关二氧化碳性质的实验，无明显现象的是（） A．B． C．D． 2.在下图所示实验中，①、④为用紫色石蕊溶液润湿的棉球，②、③为用石蕊 溶液染成紫色的干燥棉球。下列能说明CO2密度大于空气且能与水反应的现象是（） A．①变红，③不变红 B．④变红，③不变红 C．①、④变红，②、③不变红 D．④比①先变红，②、③不变红 3.下列现象可以用同一化学原理解释的是（） ①久置的石灰水，液面上出现一层薄膜 ②用吸管向澄清石灰水中吹气，石灰水变浑浊 ③向紫色石蕊溶液中通入二氧化碳，溶液变红 ④检验二氧化碳气体 ⑤二氧化碳可以参与植物的光合作用 A．①②③B．①②④ C．①③④D．①④⑤ 4.如图所示，将若干正萌发的种子放入广口瓶中一段时间（萌发的种子主要进 行呼吸作用）。下列描述正确的是（）
A．U形管中A端液面下降，B端液面上升 B．U形管中A端液面上升，B端液面下降 C．U形管中A、B两端液面都下降 D．U形管中A、B两端液面都上升 5.下图是实验室用碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳并验证其性质的实验装 置图，试根据题目要求回答下列问题。 （1）装置A中反应的化学方程式为__________________。 （2）装置B中可观察到的现象是______________________ ___________，反应的化学方程式为_______________ _________________________________________。 （3）装置D中观察到下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭，说明二氧化碳具有的性质为______________________ _____________________________________________。由此可知，二氧 化碳在生活中可用于___________。 （4）实验室用装置E来收集二氧化碳时，二氧化碳应从 ______（填“a”或“b”）端通入；若将E中装满水 来收集氧气，则氧气应从______（填“a”或“b”） 端通入。 6.某化学小组探究用大理石和盐酸反应制取二氧化碳，并进行性质实验。如图 是有关实验的部分装置，请回答下列问题：
C O2在冷库制冷系统的应用 辽宁石油化工大学汤玉鹏一、C O2作为制冷剂的发展历史 在19世纪末至20世纪30年代前，C O2（R744），氨（R717），S O2（R764），氯甲烷（R40）等曾被广泛应用。 1850年，最初是由美国人A l e x a n d e r T w i n i n g提出在蒸汽压缩系统中采用C O2作为制冷剂，并获英国专利[1]。 1867年，T h a d d e u s S C L o w e首次成功使用C O2应用于商业机，获得了英国专利。于1869年制造了一台制冰机。 1882年，C a r l v o n L i n d e为德国埃森的F K r u p p公司设计和开发了采用C O2 作为工质的制冷机。 1884年，WR a y d t设计的C O2压缩制冰系统获得了英国15475号专利。澳大利亚的J Ha r r i s o n设计了一台用于制冷的C O2装置获得了英国1890号专利。 1886年，德国人F r a n z Wi n d h a u s e n设计的C O2压缩机获得了英国专利。英国的J&E Ha l公司收购了该专利，将其改进后于1890年开始投入生产。 19世纪90年代美国开始将C O2应用于制冷。 1897年K r o e s c h e l B r o s锅炉公司在芝加哥成立了分公司，生产C O2压缩机。 1919年前后，C O2制冷压缩机才被广泛应用在舒适性空调中。 1920年，在教堂的空调系统中得到应用。 1925年，干冰循环用于空气调节。 1927年，在办公室的空调系统中得到使用。 1930年，在住宅的空调系统中得到使用，后来又被用于各种商业建筑和公共设施的空调制冷系统。 C O2制冷曾经达到很辉煌的程度。据统计，1900年全世界范围内的356艘船舶中，37%用空气循环制冷机，37%用氨吸收式制冷机，25%使用C O2蒸气压缩式制冷机。发展到1930年，80%的船舶采用C O2制冷机，其余的20%则用氨制冷机。由于当时的技术水平比较差，C O2较低的临界温度（31.1℃）和较高的临界压力(7.37MP a)，使得C O2系统的效率较低。加上其冷凝器的冷却介质多采用温度较低的地下水或海水，基本属于亚临界循环。当水温较高时（如热带海洋上行驶的轮船其冷却水的温度可接近30℃），其制冷效率会更加下降。所以C O2制冷技术并没有进一步开发运用于汽车空调、热泵等。
超临界二氧化碳动力循环 1.超临界二氧化碳布雷顿循环燃气轮机 （1）美国桑迪亚国家实验室研发超临界二氧化碳布雷顿循环燃气轮机 美国桑迪亚国家实验室研究人员研发出一种新的超临界二氧化碳布雷顿循环燃气轮机，目前正在进行发电系统的示范阶段。这种新轮机可将热电转换效率提高多达50%，为核电站配备的蒸汽轮机可改善50%，或者一个单独的燃气轮机效率可提高40%。该系统十分紧凑，意味着资金成本会相对较低。 研究主要集中在超临界二氧化碳（S-CO2）布雷顿循环轮机，这种轮机通常是用于大型热力和核能发电方面，包括下一代动力反应堆。目标是最终取代蒸汽驱动的兰金循环轮机（效率较低，高温条件存在腐蚀性，同时由于需要非常大的轮机和冷凝器来处理多余的蒸汽，占用空间是30倍）。布雷顿循环每个组合可以产出20 MW的电力，占用空间只有四个立方米。 桑迪亚国家实验室目前有两个超临界二氧化碳测试循环。第一个发电循环位于科罗拉多州Arvada，从2010年3月开始运行，发展阶段的发电量大约为240 kW，现在正在进行升级。第二个循环位于Albuquerque桑迪亚国家实验室，用于研究临界点附近存在的包括压缩、轴承、密封、摩擦等问题。 桑迪亚国家实验室近期计划继续开发和运行小的测试循环以确定关键功能和技术。测试结果将说明概念容量（尤其是它的紧凑性）、效率和更大系统的可扩展性。未来计划是进行技术的商业化，先在10 MW的工业示范电厂开展。 桑迪亚还有一种采用氦作为工作流体的布雷顿循环，设计运行温度约为925℃，预计发电效率达43%-46%。相比之下，超临界二氧化碳布雷顿循环作为
氦布雷顿系统提供了同样的效率，但温度相对较低（250-300℃）。S-CO2设备比氦气循环紧凑（它又比传统蒸汽循环紧凑小巧）。 （2）东芝开发超临界二氧化碳循环火力发电系统 东芝公司日前针对正在开发的超临界二氧化碳循环火力发电系统，在达到目标压力的状态下，成功完成了燃气轮机燃烧器的燃烧试验。由此，向实现发电效率高、可回收二氧化碳、环境负荷低的系统迈进了一大步。这种系统具备与组合利用燃气和蒸汽的燃气联合循环发电同等水平的效率，同时无需另外设置分离及捕集设备就可回收高压二氧化碳。 图1-1 超临界二氧化碳循环火力发电系统示意图 超临界指的是气体和液体的界限消失、性质介于气体和液体之间的状态。二氧化碳在温度和压力超过31℃、74个大气压时会达到超临界状态。燃烧试验利
《二氧化碳的制取和性质》教学设计 一、教学目标： 1、能熟练说出二氧化碳的制取原理、收集、检验和验满的方 法，总结出实验室制取气体的一般思路和方法。 2、熟记二氧化碳的物理性质、化学性质，熟练书写有关化学 方程式；进一步学会实验探究的方法来验证或推论物质的 性质。 二、教学重点： 1. 二氧化碳的实验室制法 2.。二氧化碳的化学性质。 三、教学难点： 气体实验室制法的设计思路。 四、教学方法：多媒体辅助法、比较归纳法等 五、教学过程：
六、板书设计 一、二氧化碳的制取： 药品：大理石或石灰石和稀盐酸 反应原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 装置的选择 二、二氧化碳的性质 化学性质：三不两水 《二氧化碳的制取和性质》学情分析 教学对象为我校九年级一、二、班的学生，两个班学生总体情况较好，思维活跃，班级纪律好，操作能力、协作能力较强，且集体荣
誉感强，他们充满热情和激情，对自己喜欢的事、积极性高。通过前五个单元的学习，学生学习了一些有关二氧化碳的知识点，比如： 二氧化碳可以引起温室效应，二氧化碳的制取的反应原理，仪器的选择，二氧化碳的物理性质和化学性质等有了初步的认识，但学生还不能系统的了解二氧化碳在自然界所起的众多重要作用，所以本节课要引导学生在更高、更深的层次上系统的认识二氧化碳。 这些都是与二氧化碳有关的内容，因此对二氧化碳有了一定的认识，只是对二氧化碳相关综合知识掌握不熟练，而本节课就是在此基础上让学生进一步探究二氧化碳的制取，总结制取气体的一般思路和制取纯净气体的处理方法和药品的选择；从二氧化碳的性质中体会性质决定用途，用途反映性质。在做题能力上学生具有一定的分析、归纳的能力；在学习方法上尝试过合作探究的方式自主获得和构建知识。 《二氧化碳的制取和性质》效果分析 通过本节课的复习，回顾实验室制取二氧化碳的药品，原理，仪器的选择，验满和检验方法，与实验室制取氧气对比记忆，加深学生对实验室制取气体的一般思路和方法；以问题的形式回顾二氧化碳的物理性质，便于学生记忆和理解。通过三个实验图再次总结二氧化碳的化学性质和实验现象。在过程与方法中能通过实验了解控制变量法和对比实验在实验中的具体应用，通过实验观察中的交流，在情感与
二氧化碳的实验室制取与性质设计及反思 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
二氧化碳的实验室制取与性质教学设计 安全教育：1.如果皮肤溅到盐酸，立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少 15分钟，可涂抹弱碱性物质（如碱水、肥皂水等），就医。 2.如果眼睛溅到盐酸，立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻 底冲洗至少15分钟并就医。 3.如果吸入大量盐酸，迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通 畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸并就 医。 4.如果不小心食入盐酸，用大量水漱口，吞服大量生鸡蛋清或牛奶 （禁止服用小苏打等药品），就医。 【活动目标】 1.练习实验室里制取二氧化碳和用向上排空气法收集气体 2.加深对二氧化碳性质的认识 【预习导学】——不看不讲 一. 实验用品 实验仪器：量筒、玻璃导管、胶皮管、单孔橡皮塞、铁架台（带铁夹）试管、试管夹，还需补充的玻璃仪器有烧杯、集气瓶、玻璃片、酒精灯。 药品：稀盐酸（1：2）、紫色石蕊试液，还需补充的药品有大理石（或石灰石）、澄清石灰水。 用品：蜡烛、木条、火柴、蒸馏水 你还需用的用品： 二、实验步骤： 1、制取二氧化碳 （1）组装实验装置：参考课本P125图6—23，小组内合作设计，用你选用的仪器组装装置，并检查装置的气密性。 （2）加药品：先加固体（大理石），再加液体（稀盐酸）。
（3）收集并验满：用向上排空气法收集二氧化碳，用燃着的木条放在集气瓶口看是否熄灭的方法来检验是否集满，集满后盖好玻璃片，正放在桌面上。 2、验证二氧化碳的性质 （1）按图6—24所示，将二氧化碳缓慢倾倒入放有燃着的短蜡烛的烧杯中，观察到蜡烛熄灭了。这实验证明了二氧化碳具有密度比空气大，不能燃烧也不支持燃烧的性质。 （2）向两支试管中分别加入2mL蒸馏水，然后各滴入1~2滴紫色石蕊溶液，如课本P126图6—25所示，向其中一支通入二氧化碳，可观察到溶液逐渐由紫色变为红色，然后再放在酒精灯火焰上加热，加热时要注意不时地移动试管。可以发现溶液又变成了紫色，这实验证明了二氧化碳具有能与水反应生成碳酸的性质。 （3）另取一支试管，向其中注入少量澄清石灰水，然后通入二氧化碳，可观察到澄清石灰水变浑浊。该实验可用于检验二氧化碳。 （4）向盛满二氧化碳的软塑料瓶中倒入少量水，振荡，可观察到软塑料瓶变扁，该实验说明二氧化碳能溶于水的物理性质。 【合作探究】——不议不讲 1、探究各种装置的优劣和检查装置的气密性并分析原因 2、对比实验法是实验探究中常用的一种方法，对比实验中要注意控制变量，变量唯一。二氧化碳与水化合生成碳酸的实验中需控制哪些变量？请你设计实验动手验证二氧化碳能溶于水的性质。并用实验证明碳酸型饮料（如汽水）中含有二氧化碳。 【学法指导】
单一C02跨临界压缩机运行制冷技术简况 技术优势： 该循环系统的最大特点就是工质的吸、放热过程分别在亚临界区和超临界区进行。压缩机的吸气压力低于临界压力，蒸发温度也低于临界温度，循环的吸热过程仍在亚临界条件下进行，换热过程主要是依靠潜热来完成。但是压缩机的排气压力高于临界压力，工质的冷凝过程与在亚临界状态下完全不同，换热过程依靠显热来完成，此时高压换热器不再称为冷凝器，而称为气体冷却器。 在以空气为热源、热汇的制冷和热泵系统（主要是汽车空调以及家用空调）中，CO2循环在跨临界条件下运行，其工作压力虽然较高，但压比却很低，压缩机的效率相对较高；流体在超临界条件下的特殊热物理性质使它在流动和换热方面都具有无与伦比的优势，超临界流体优良的传热和热力学特性使得换热器的效率也很高，这就使得整个系统的能效较高，完全可与传统的制冷剂（如R12、R22等）及其现有的替代物（如R134a、R410A等）竞争。加上CO2在气体冷却器中大的温度变化，使得气体冷却器进口空气温度与出口制冷剂温度可能非常接近，这自然可减少高压侧不可逆传热引起的损失。由于CO2的临界温度低，为31, ℃因此, 制冷循环采用跨临界制冷循环时，其排热过程不是一个冷凝过程，压缩机的排气压力与冷却温度是两个独立的参数，改变高压侧压力将影响制冷量、压缩机耗工量及系统的COP。研究分析表明，高压侧压力变化时，循环的COP 存在着一个最大值，因此，CO2跨临界制冷循环在对不同工况下，存在对应于最大COP 值的最佳排气压力。 CO2 在气体冷却器中较大的温度变化，正好适合于水的加热，从而使热泵的效率较高。 传统空调系统大多把冷凝热当作废热而直接排向大气，既造成能量的浪费又产生环境的局部热污染。而对跨临界循环,由于超临界区工质密度在不断增加，循环的放热过程必将有较大的温度滑移，这种温度滑移正好与所需的变温热源相匹配，是一种特殊的劳伦兹循环，其用于热回收时，必将有较高的放热效率，因而用于较高温度和较大温差需要的热回收时具有独特的优势。 优点： （1）安全、环保、无污染； CO2 作为制冷剂其优点在于，无毒，没有可燃性，价格便宜、来源丰富、无须回收，与普通润滑油相溶，容积制冷量约是R22 的5 倍，CO2 是唯一同时具有优良的热力特性、安全特性和环境特性的自然工质。 制冷系统蒸发器采用顶排管，冷凝方式采用植入式地源冷凝技术。 （2）节能（以每立方米容积年耗电量计算）：我国年平均耗电量为130度左右，先进发达国家年耗电量为60多度，而该冷库年耗电量仅6度左右。 （3）库温稳定：该冷库温差波动在±0.5度波动，将大大提升冻品的储藏品质，延长食品的实质质保期。 （4）机房占地面积小。 应用： 经过调查，北京市京科伦工程技术有限公司、北京市京科伦冷冻设备有限公司近年来多次承办智能立体库、速冻隧道等项目，工程项目遍布全国的22个省份的40个多城市，项目合作企业包括双汇、金锣、雨润、思念、三全、惠发等中国知名企业，所承担的项目均达到或超过了设计要求。
二氧化碳制冷技术 二氧化碳具有高密度和低粘度，其流动损失小、传热效果良好，并且通过对传热作用的强化，可以弥补其循环不高的缺点。同时二氧化碳环境表现优良、费用低易获取、稳定性好、有利于减小装置体积。最重要的是，其安全无毒，不可燃，这一点比R290具有明显的优势。 当然，采用二氧化碳为制冷剂也有缺点，二氧化碳高的临界压力和低的临界温度也给它做制冷剂带来了许多难题。无论亚临界循环还是跨临界循环，二氧化碳制冷系统的运行压力都将高于传统的制冷空调系统，这必然会给系统及部件的设计带来许多新的要求。同时现阶段还存在二氧化碳制冷系统的效率相对较低的问题。 目前二氧化碳的研究和应用主要集中于三个方面： 一方面是汽车空调领域，由于制冷剂排放量大，对环境的危害也大，必须尽早采用对环境无危害的制冷剂； 第二方面是热泵热水器，二氧化碳在超临界条件下放热存在一个相当大的温度滑移，有利于将热水加热到一个更高的温度； 第三方面是考虑到二氧化碳良好的低温流动性能和换热特性，采用它作为复叠制冷循环低温级制冷剂。
在复叠式制冷系统中，二氧化碳循环在亚临界条件下运行。此时二氧化碳用作低压级制冷剂，高压级用NH3作制冷剂。与其它低压制冷剂相比，即使处在低温，二氧化碳的粘度也非常小，传热性能良好，因为利用潜热，其制冷能力相当大。 目前，欧洲在超市中已建立了几个这种用二氧化碳作低温制冷剂的复叠式制冷系统，运行情况表明技术上是可行的，这种系统还适用于低温冷冻干燥过程。 当前关于R22制冷剂的替代国际上主要有两种技术方案： 一种是以北欧国家和韩国为代表，其主张采用天然工质作为替代物，如纯工质R290、R1270、R744、R600a、R600、R717等，以及HCs类的混合物； 另一种是以美国和日本为代表的采用HFCs作为替代物，如美国联合信号公司的非共沸混合物R410A、杜邦公司和I.C.I公司的混合物R407C，以及R32和R152a等，这些制冷剂的ODP均为0，能够达到保护臭氧层的目的，但是会产生温室效应。 目前看来，二氧化碳在国内市场的前景，还有点像“雾里看花”，就像王立群所言，他们都了解它的好，但真正用的少。国内空调行业暂时看不到二氧化碳发展的影子，其在国内冷冻冷藏市场也才刚刚迈步，但在热
【全封闭硬式覆盖种植方法】在二氧化碳循环利用方面的应用 1，如何治理工业过量排放二氧化碳有害气体，这是摆在各国科学家面前的尖端课题； 1，1 有人在研究如何将二氧化碳封存在地壳深部，永远不让它再到空间危害大气环境。1，2 有人在研究，利用还原剂将二氧化碳变成再生能源，进行二次利用。 1，3 有人在研究，直接回收将它变成超低温固体，进行二次利用。 1，4 大多科学家都认为，加速地球绿化，增加植被覆盖面积，提高吸收二氧化碳能力，直接将二氧化碳转化成植物，进行固化。 2，对以上四种方法的具体分析； 2，1 将二氧化碳封存在地壳深部，永远不让它再到空间危害大气环境。 2，1，1 二氧化是种能源，人类只能将它正确继续利用才是科学的选择，永久封存起来不是最科学的选择。 2，1，2 地壳深层的封存方法能不能做到永久性，地球是个活体，每天都在活动，又有什么办法能将地壳运动，造成的移山填海能有效避免呢，一旦地壳有大的运动，避免不了封存的二氧化碳气体，被挤压到地面，造成二次污染，所以这种方法没有安全性，看是科学，并不科学。 2，2利用还原剂将二氧化碳变成再生能源，进行二次利用。 2，2，1 这种方法比较科学，对二氧化碳进行了二次利用，有利于人类的进步，可以减少人类对固体燃料的快速开采，可以遏制二氧化碳对大气的快速污染。 2，2，2 不足的是，经过二次利用燃烧，又将二氧化碳气体二次排放到大气中，不能形成二氧化碳排放减少的效果。 3，直接回收将它变成超低温固体，进行二次利用； 3，1 直接回收是个好办法，从源头防止二氧化碳直接排放，污染大气，见效快。 3，1，1 二氧化碳固化后，二次利用在低温冷冻技术领域，可以替代重度污染大气的氟利昂，但也不是好的科学选择，低温冷冻技术，也是再慢慢的释放二氧化碳冷冻液，也会造成二次利用的排放和污染。 4，加速地球绿化，增加植被覆盖面积，提高吸收二氧化碳能力，直接将二氧化碳转化成植物，进行固化； 4，1 这是目前最好的也是最科学的选择，方法也有许多。有些二次利用也存在不科学的一面。 4，1，1 农田秸秆焚烧后的烟尘，有排放到大气层中，秸秆回田后地表没有覆盖物，秸秆腐烂后有害气体又重新蒸发到大气层中，造成二次污染，林业的制碳业，枯枝烂叶的焚烧等等，都在二次污染大气。 5，如何利用植物有效的快速的将二氧化碳变成固体物资，又能将被植物固化的二氧化碳的固体物资得到永续的有益的循环利用，是摆在我们面前的唯一最最科学的选择，也是科学家们最想攻克的技术课题。 6，【全封闭硬式覆盖种植方法】的推出，为二氧化碳科学的循环利用创造了有利条件； 6，1 该技术使用在农业、林业、土地改良、沙漠治理、水土流失、土地沙化退化治理、盐碱地治理、黄土高原治理等等诸多领域。 6，2 该技术的使用方法是，将整理好的土壤表面用硬板覆盖，再在板与板留出的缝隙里进行种植的方法。 6，3 这种方法的优点是； 6，3，1 保土、保肥、保水都在90％以上，在治理水土流失方面是目前最先进的技术，可以有效的永久的将土壤加以保存。
2019年第2期2019年2月 0引言 超临界二氧化碳（以下简称“S-CO 2”）布雷顿循环是一种可实现高效热电转化的动力循环，它以CO 2为工质，利用布雷顿循环完成能量转化，在整个循环过程中始终保持CO 2为超临界状态。该循环可利用的热源温度范围广（400℃～700℃）、效率高（40%～50%），适用于太阳能、核能、分布式能源、船舶动力、燃料电池等多个领域[1]，被认为是当前最具有发展前景的能量转换系统之一[2]。 1S-CO 2布雷顿循环介绍 S-CO 2布雷顿循环的工作原理如图1所示，该循环 为典型的布雷顿循环，包括压缩过程、回热过程、加热过程、膨胀过程、预冷过程五个热力过程，如图1a)所示，其主要由压缩机、回热器、涡轮机、预冷器和热源构成；如图1b)所示，其循环过程为：a)S-CO 2工质经压缩机升压后，利用换热器将S-CO 2工质等压加热到高温；b)高压高温的S-CO 2工质进入涡轮机，推动涡轮做功并带动发电机发电；c)工质进入冷却器恢复到初始状态，在此进入压气机形成闭式循环，S-CO 2的压力和体积变化情况如图1a)中的1-2-3-4-5-6-1循环[3]。 与其他动力循环（蒸汽朗肯循环、有机朗肯循环） 相比，S-CO 2循环具有如下特点：a)S-CO 2工质的特点。当CO 2的压力达到7.377MPa ，温度达到304.128K 时，变为超临界状态，其临界温度和压力远低于水的临界点（22.064MPa ，647.096K ），易于达到；S-CO 2具 收稿日期：2018-12-18 基金项目：中核集团自主研发项目（2017-568） 第一作者简介：冯岩，1988年生，男，河南民权人，2012年毕业于北京理工大学机械制造及其自动化专业，工程师。 超临界二氧化碳布雷顿循环研究综述 冯 岩，王绩德 （中国中原对外工程有限公司，北京100044） 摘要：超临界二氧化碳（S-CO 2）布雷顿循环是当前最具有发展前景的能量转换系统之一，适用于核能、太阳能、分 布式能源、船舶动力、燃料电池等多个领域。阐述了S-CO 2布雷顿循环原理及特点，综述可应用于核电领域的S-CO 2简单布雷顿循环典型结构布局、不同布局下循环性能参数以及优缺点，分析结果能够为相关发电领域S-CO 2布雷顿循环系统设计与应用提供参考。 关键词：超临界二氧化碳布雷顿循环；再压缩循环；部分冷却循环；循环效率中图分类号：TK14文献标识码：A 文章编号：2095-0802-(2019)02-0097-04 Review of Supercritical Carbon Dioxide Brayton Cycle Research FENG Yan,WANG Jide (China Zhongyuan Engineering Corp.,Beijing 100044,China) Abstract:Supercritical carbon dioxide(S-CO 2)Brayton cycle is one of the most promising energy conversion systems,suitable for nuclear energy,solar energy,distributed energy,marine power,fuel cells and other fields.This paper expounded the principle and characteristics of S-CO 2Brayton cycle and summarized the typical structure layout,cycle performance parameters under different layouts,advantages and disadvantages of S-CO 2Brayton cycle in nuclear power field.The analysis results can provide reference for the design and prototype experimental research of S-CO 2Brayton cycle system in related power generation fields.Key words:supercritical carbon dioxide Brayton cycle;recompression cycle;partial cooling cycle;cycle efficiency （总第161期）技术研究 涡轮机 压缩机 发电机回热器 预 冷器 热源2 1 45 6 3 b)循环简单结构图 1.压缩机入口； 2.压缩机出口； 3.回热器冷侧流体出口； 4.涡轮机入 口；5.涡轮机出口；6.回热器热侧流体出口。图1S-CO 2布雷顿循环的工作原理示意图 a)热力循环T-S 图 43 2 6 熵s /(J ·mol -1·K -1) 1 5 97··