二氧化碳（CO₂）的运输在碳捕集、储存及利用CCUS技术链中具有纽带作用,与船舶、公路及铁路相比,管道输送被认为是一种最优的输送形式,在CO₂管道输送过程,放空系统确保管道系统安全运行必不可少的环节,然而目前国内外的CO₂管道设计标准只是定性地指出,在放空管的设计时应重点考虑放空管的放空能力、控制温降、防止干冰堵塞和噪音等问题,缺乏对放空过程尤其是超临界放空过程的系统研究。本文首先通过CO₂相平衡特性分析,进行了管道内CO₂放空节流的探索研究,实验表明,温降和阀前后压差呈线性关系,阀前后压差越大,温降越大,同时含水对节流效应系数会产生影响,温降随气液比增大而增大,变化规律为非线性的,且变化率逐渐减小。随之研制了超临界CO₂放空实验环道系统,完成了不同压力及温度的超临界放空实验,在放空过程中,管段内压力的变化主要取决于两个因素:放空初始压力和放空管形态。在CO₂放空过程中,在放空管出口处,由于放空阀的开启,放空管出口压力会发生激增,在较短时间内达到一个极值;管道放空口远近端的管道内部的流体温度都在以一个非常快的速度下降,其中在距离放空口较远的位置温度下降的非常严重,而在距离放空口较近的位置处,温度下降不是非常明显,放空管出口处的温度急速下降,且下降的速率比管内下降的速度要快。放空管管径及初始压力都对放空阀后的压力极值产生比较大的影响。同时在放空过程中,管道内及放空管后CO₂会发生剧烈的相变,此次实验由于压力偏低,管道内相态基本都直接进入气相区,少数实验进入密相和液相区。结合二氧化碳管道站场放空的特点,建立了放空过程CO₂的扩散特性模型,并完成了不同放空高度及风速影响的数值模拟研究。结合实验和数值模拟,总结分析了超临界二氧化碳放空过程的两个重要因素泄放速率和温度的控制要点,可以为二氧化碳管道输送的站场放空设计提供一些借鉴。