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材料科学:超低风速碳纤维叶片被研制出来
材料科学:超低风速碳纤维叶片被研制出来
2014-08-12 17:11:58
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最近国内新的2MW超低风速碳纤维叶片被我国科研机构研制出来。主要研发单位为南车时代新材,并且得到了国防科技大学的鼎力相助。南车时代新材在国内超低风速碳纤维叶片科技方面目前处于领跑阶段。
在风电领域,随着风电叶片不断延长,发电机功率不断增大,传统玻璃纤维复合材料的性能已显不足。为保证在极端风载下叶尖不碰塔架,叶片必须有足够的强度。为平衡叶片的重量和强度,最有效的办法就是采用碳纤维增强。碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量的新型纤维材料,它比头发软,比钢铁硬。碳纤维已经成为下一代风电叶片材料的重要选择。
超低风速碳纤维叶片的性能怎么样?
此次,双方共同完成的2MW-56.5米碳纤维风电叶片的研制,源于3年前双方共同承担的湖南省“十二五”科技重大专项“碳纤维复合材料超长风电叶片设计与制备技术”项目。该款叶片应用了碳玻混杂、碳纤维液体成型等多项新型技术,叶片重量减轻了15%,叶片载荷显著下降,发电效率进一步提升,有效解决了超低风速超长叶片刚度偏小、载荷偏大的难题。
超低风速碳纤维叶片的研制经过介绍!
南车时代新材相关负责人表示,2MW超低风速碳纤维叶片的研发成功,有效解决了轻度和强度的平衡问题,为公司抗台风叶片及后续海上超大风电叶片的开发奠定技术基础。
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油页岩是什么以及油页岩技术

元素百科资讯频道 本文主要讲的是页岩油时代对中国的重要意义的文章,页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源。页岩油属新兴能源产业,总体尚处于起步阶段,但美国页岩油开发无论是技术水平还是开发规模都处于领先地位。随着技术水平和开发能力的提高,页岩油成为最有可能成为替代石油天然气的能源已是各国的共识。为此,各国不约而同地加快了页岩油气开发的步伐。
页岩油革命对中国的意义
2012年以来,产量爆发式增长令人惊讶。水平井和水力压裂技术在页岩油上的应用不仅仅是一项技术进步,而且是让页岩油正在经历如页岩气一样的革命,更粉碎了“石油峰值说”这一支撑石油价格长期走高的理念,让原油市场供需步入宽松时代。近年来,人们在不停地谈论美国页岩油气开发的潜力,并不吝将“革命”、“颠覆”之类的词语与其搭配。无论如何,美国具有丰富的页岩油资源和先进的非常规油气产业管理运行机制,再掀起页岩油革命也是顺理成章。
页岩油革命首先对国内的概念产生冲击以及EIA的评估,也激起了国内业界的无穷遐想。就美国而言,页岩油开采技术与页岩气相同,都依赖于水平钻井和水力压裂,但页岩油的概念在中国还有分歧,而借着美国的成功经验,页岩油的呼声胜过更广泛的概念致密油。当然,有一点要注意,页岩油开发的“美国经验”在非北美地区是无法复制的。
中国油页岩资源储量非常丰富,资源品质较好、矿层产状平缓、储量分布集中、沉积环境稳定,具有作为替代能源的巨大潜力。近年来,中国加大了页岩油开发力度,技术日趋成熟,开发步伐加快。
对于中国而言,页岩油气意味着机遇,也是挑战。在此之前,中国经济的崛起启动了全球原油长达10年的价格上涨周期,然而中国绝大部分石油进口要靠油轮从中东、非洲和拉美产油国,其中许多地区处于不稳定状态。如何减少依赖能源进口,包括通过中国自己的“页岩革命”扩大能源自给能力,是值得关注的对策。
实际上,中国油气页岩储量丰富。根据国土资源部2012年发布的《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》,经初步评价,中国陆域页岩气地质资源潜力为134.42万亿立方米,可采资源潜力为25.08万亿立方米。按可采资源量计,中国页岩气储量位居世界第一。
我国油页岩的分布比较广泛,但分布不均匀,主要分布于内蒙古、山东、山西、吉林、黑龙江、陕西、辽宁、广东、新疆等9省(区)。由于勘探程度较低,目前仅在14个省(区)计算了探明储量,其中吉林、辽宁和广东的储量较多,合计约占全国探明储量的90%以上。有21个省(区)做了储量预测,内蒙古、山东、山西、吉林和黑龙江等省的预测储量较大。
不过,在庞大的中国页岩油气开采潜力的同时,高昂的开采成本依然是笼罩在大规模商业化开发头顶的乌云——相比美国,中国页岩大多分布在山丘地带,开采成本大。中国石化石油工程技术研究院教授、高级工程师张金成曾称,“现在一口井的开采(成本)大概在7000万元左右。”因此,总体成本核算下来,相比中国目前的能源价格,页岩油气并不存在优势。
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元素百科资讯频道 本文主要讲的是油页岩资源及开发工艺技术的文章,油页岩属于非常规油气资源,以丰富的资源、有利的特性和开发利用的可行性被列为21世纪非常重要的接替能源,它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源。那关于油页岩资源的开发技术是怎么样的呢?
油页岩开发工艺技术
目前国内外开发利用油页岩的主要方法有两种:一是地面干馏法,二是原地干馏法。
一、地面干馏法
地面干馏法是将油页岩采出后,在地面应用干馏设备,对油页岩进行热解,使其生成页岩油和气的方法。我国的油页岩干馏技术具有比较成型的工艺流程,并以抚顺式干馏炉技术为标志,但该技术页岩油回收率较低(仅为65%左右),目前国外较先进的干馏技术页岩油回收率可达95%,如加拿大的APT技术。
二、原地干馏法
原地干馏法(ICP技术)是采用加热器对地下的油页岩进行加热,使油页岩在原地生油,然后通过打井的方法将其采出地面。该技术由荷兰壳牌公司提出,并在美国科罗拉多州、尤他州建立了试验基地,但该方法目前仍处于试验阶段,尤其是该技术所造成的地下水污染问题还没有解决。
油页岩必须经加热才能从中释放出烃类气体和液体,综观100多年来全球范围内对油页岩的开发,基本可以概括为以下几种途径:
(1)地面处理。一般而言,地面处理包括:油页岩开采和矿石准备;加热分解生产油母;加工油母生产精炼原料及有用的化学药品等3个主要步骤,其中有“地下开采,地面干馏”和“地面开采,地面干馏”两种通用方法。对于前者,油页岩矿石被开采、运输到地面、粉碎,然后在地面容器中加热来生产燃料液体和气体;对于后者,油页岩矿石被露天开采,然后粉碎、干馏加工。处理后的矿渣在矿场或其他地方堆放。
(2)地下处理。在油页岩的天然沉积环境中加热油页岩资源,生产油母,从而最小化或消除开采环节及在地面的热分解。早期用来达到地下热分解温度的热量来源于堆积油页岩矿石一端的燃烧,如今已转变思路,比如试图通过断裂岩层来促进油页岩中的热量传递和流体流动,从而提高地下燃烧过程的热分解效率和采收率。
(3)混合型处理。先在地面加工近地表的油页岩资源,然后在开挖岩石所形成的坑里缓慢加热进行地下开采。
虽然全球在油页岩开采、加工、利用等许多重要方面取得了进步;但在提高能量效率、减少能量需求,最小化用水量、保护来自于地面处理和地下处理的地表水与地下水,减少、使用和处理废弃的矿渣,开发基础设施满足多种能量和矿藏资源的需求,降低风险、缓解以及解决潜在的社会经济因素等方面的诸多问题依然存在。
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元素百科资讯频道 本文主要讲的是油页岩是什么以及油页岩技术的文章,油页岩属于非常规油气资源,它是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩,它和煤的主要区别是灰分超过40%,与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%。油页岩经低温干馏可以得到页岩油,页岩油类似原油,可以制成汽油、柴油或作为燃料油。
油页岩分布
世界上已发现的非常规油气资源大多位于地缘政治相对稳定的西半球,即美国、加拿大和拉丁美洲,美国是全球油页岩资源最丰富的国家,储量约占全球储量的70%以上;加拿大是全球沥青砂资源最丰富的国家,储量约占全球储量的90%以上。全球油页岩资源十分丰富,据不完全统计其蕴藏资源量约有10万亿吨,比煤炭资源量多40%。2000年初统计,世界页岩油储量超过10亿吨的国家有美国、俄罗斯、扎伊尔、巴西、摩洛哥、约旦、澳大利亚、爱沙尼亚和中国等,页岩油总量为3741亿吨,预计全世界页岩油资源总量约为4750亿吨,比传统石油资源量(2710亿吨)多50%以上。
油页岩资源量十分丰富且储量分布集中,具有作为接替能源的巨大潜力和有利条件。在美国,大约75%的油页岩集中在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州。按探明资源量排位,中国继美国、巴西、前苏联之后位居世界第四。中国油页岩探明资源量315亿吨,预测资源量4520亿吨,约85%以上分布在吉林、辽宁和广东省,其中吉林省已探明可采储量为174.5亿吨,约占全国油页岩探明总量的55.3%;广东已探明可采储量超过55.15亿吨,居全国第2位;辽宁省截至2004年累计探明储量为41.3亿吨。
油页岩产油率低于6%者属贫矿,高于10%的属富矿。世界已探明的产油率在4%以上的油页岩储量,折合页岩油约470Gt,超过已探明的石油储量。美国西部格林河流域拥有世界上储量最大的油页岩矿藏;中国的油页岩资源也较丰富,仅次于美国、巴西、俄罗斯等国,其中最负盛名的为抚顺矿区,与煤共生,探明油页岩储量3.6Gt,平均产油率约5.5%;茂名油页岩矿,可采储量4Gt,平均产油率6.0%。资源丰富,意义重大。世界油页岩资源主要分布于美国、俄罗斯、中国、爱沙尼亚等国。据EIA统计,全球33个国家页岩油可达4100亿吨。
油页岩技术
随着技术进步和环保意识的增强,油页岩资源从单纯的能源利用发展到综合利用,极大地提高了资源利用率,降低了成本,减少了环境污染,为资源的可持续利用提供了保障。
油页岩矿石采出之后,最先是作为能源而被使用的,即干馏炼油和作为燃料。油页岩干馏后的页岩油可作为燃料油出售,也可以通过加氢精制和非加氢精制的方法生产轻柴油,提高页岩油附加值,精制后的重油作燃料使用。油页岩做燃料主要是用来发电,即直接用作锅炉燃料或进行低温干馏产生气体燃料而发电,还可用于供暖和长途运输。干馏和直接燃烧产生的灰渣和废气有不同的用途,灰渣可以用来充填矿井、制取水泥或陶粒、制砖等,现在有很多成功利用页岩废渣的技术;废气可以作为燃料燃烧产生蒸汽后供生产、生活使用,也可以循环利用,为油页岩的干馏提供热源。
以上就是关于油页岩是什么以及油页岩技术的全部内容的介绍了。中国油页岩资源储量丰富,在煤炭开采过程中也产生了大量油页岩,开发利用油页岩不仅可以缓解石油供需矛盾,还可以解决因废弃油页岩造成的环境问题,提高资源利用率。
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