表面活性剂对气体水合物反应液表面张力的影响

向气体水合物反应液中添加表面活性剂能够降低反应液的表面张力,有利于促进气体水合物生成,提高气体水合物生成速率。为了明确表面活性剂对气体水合物反应液表面张力的影响规律,在3℃~12℃温度范围,利用德国KRUSS公司生产的界面张力仪K11中的板法分别测定了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)3种表面活性剂对反应液表面张力的降低效果,考察了浓度、温度对溶液表面张力的影响,并对影响机理进行了分析。实验结果表明:3种表面活性剂均能降低气体水合物反应液表面张力,CTAB、P123、SDBS的临界胶束浓度(CMC)分别为质量分数300×10-6、500×10-6、700×10-6;CTAB降低水合反应液表面张力效果最优,添加质量分数为300×10-6时,表面张力的平均降幅约为79.6%。     

天然气水合物生成促进因素的研究进展

概述了天然气水合物生成过程中的影响因素,如添加剂(包括表面活性剂、纳米颗粒等)、气体组分及外场等,对水合物生成的影响。添加剂中的表面活性剂能促进水合物的生成,但低浓度的表面活性剂对水合物的生成热力学行为无影响;纳米颗粒通过加快水合物晶体结构的生长来促进水合物的生成。气体组分中除N2外,丙烷和H2S等其他气体对水合物的生成有明显的促进作用。外场中的磁场能提高水合率,扩展水合物的生长区域,利于水合物的生成;而有关电场、超声波及微波对水合物生成的作用,相关研究还较少,将是未来需要重点关注的领域。     

纳米流体强化气体水合物生成研究进展

水合物的高效快速生成对水合物技术的工业化应用具有重要的意义。对当前纳米流体促进水合物生成过程进行了分析和总结。结果表明,纳米流体能够极大地强化水合物反应体系的传热过程。纳米粒子的浓度、纳米颗粒本身的物性、纳米颗粒的尺寸大小、纳米流体中固体颗粒的分散稳定性、纳米流体在管道中的流动速度及湍动程度是影响体系传热的主要因素。此外,纳米颗粒能够极大地强化水合物反应体系的传质过程,运输作用、防气泡聚合机理、边界层混合机理、渗透机理被用来解释这一现象。但其具体的促进机理仍不清楚,基础理论的建立是未来研究方向。     

液化天然气BOG回收技术的现状与进展

介绍LNG蒸发气(BOG)的产生原因以及BOG量的计算公式,探讨了常用的BOG处理方法(放空或点燃、直接压缩后送入管网、返补真空、充填隔热层、再液化)的工艺流程和适用条件。     

纳米石墨颗粒对气体水合物生成诱导时间的影响

分析和比较了纯水及浓度为0.4%的纳米石墨悬浮液体系中的CO2水合物生成过程。采用观察法测定了二种溶液体系在不同温度和压力条件下的水合物生成诱导时间,并研究了其随温度、压力的变化规律。结果表明,纳米石墨颗粒的引入能够加快体系的传热效率及成核速率,较大程度减少水合物生成的诱导时间,同等条件下,相较于纯水体系诱导时间平均下降了80.6%。此外,二种体系中水合物生成的诱导时间随着温度及压力的升高均分别呈增大和减少的趋势。然而,纳米石墨悬浮液体系中的水合物生成诱导时间受温压的变化影响较小。因此,纳米颗粒能够加速水合物的成核过程,且鉴于其巨大的比表面对传质过程的影响,实验结果也从侧面证明了水合物的成核速率主要受气液传质过程控制的结论。     

玉米棒+四氢呋喃对IGCC合成气水合物生成动力学的影响

为了明确玉米棒颗粒与四氢呋喃（THF）对整体煤气化联合循环（IGCC）合成气气体水合物生成的协同作用,在温度276.15K、初始压力为6.0MPa的静态反应条件下,通过实验研究了玉米棒颗粒+THF溶液体系中气体水合物的生成动力学过程,并确定了不同THF浓度溶液条件下水合物的生成诱导时间、气体消耗量、CO₂分离效率及水合物的晶体结构。实验结果表明：玉米棒的存在会延长实验的稳定时间,且其压降幅度相较于不含玉米棒颗粒的体系更高;无论是否含玉米棒颗粒,诱导时间均在180s以内,且随着THF浓度上升到摩尔分数4.0%和5.6%,二者的诱导时间变得非常接近;玉米棒颗粒存在时,THF溶液的浓度越大,气体消耗量达到最终气体消耗量90%的时间则越短,且在相同THF浓度下,其所获得的气体消耗量和CO₂分离效率普遍比纯THF溶液体系高,这意味着玉米棒颗粒的存在提高了THF溶液对CO₂的分离效果。同时,微观结构分析表明无论是否含有玉米棒颗粒,THF溶液体系中所生成的IGCC合成气气体水合物的结构均为sⅡ型,纯水体系中生成的IGCC合成气气体水合物结构均为sⅠ型和sⅡ型的混合结构。     

管道流动体系下天然气水合物生成模型的研究进展

管道流动体系下天然气水合物生成模型的建立对天然气水合物浆液的输送、管输天然气水合物防治以及天然气水合物技术的应用都具有重要意义。为此,查阅了大量的国内外相关文献并进行了总结与分析,认识到目前对该类模型的研究较少,现有的模型也是在静态釜式反应器天然气水合物生成理论基础上拓展而来的,主要包括驱动力、成核速率、诱导时间、水合物生长等方面的模型,上述模型被广大研究者用于计算管道单个截面处天然气水合物的生成速率预测,具有较好的计算精度。但现有模型用于管道流动体系下天然气水合物生成特性的预测还不成熟,需要进一步开展管道流动体系下天然气水合物的生成机理、管道沿线温度变化、添加剂及其流动界面对气液传质的影响等研究,建立动力学、传热、传质三者相结合的管道流动体系下天然气水合物生成模型,以此来解决管道流动体系下天然气水合物生成预测的技术难题。     

纳米流体强化酸气吸收研究进展

纳米流体的高传热传质特性对于以气液传质为基础的天然气净化过程具有重要的意义。通过查阅大量国内外文献,对当前纳米流体强化酸气的吸收过程进行分析和总结,结果表明:纳米流体强化传质的效果明显,酸气的吸收率有了大幅度的提高;掠过效应,边界层混合机理,渗透机理是促进其传质的主要机制;此外,纳米颗粒的种类、细度、浓度、分散剂等因素在很大程度上影响着体系的传质效率。然而,当前相关研究仍处于起步阶段,各方面还不成熟,其基础理论的建立将是今后很长一段时间的研究重点。     

管道流动体系下气体水合物生成促进技术研究进展

强化管道中水合物的生成对今后水合物技术的工业化应用具有重要的意义。综述了能够应用于促进管道流动体系中水合物生成的方法,包括机械物理强化、化学强化和外场强化。三种强化方法中,机械物理强化的应用有很大的局限性,化学强化和外场强化是今后管道中水合物生成强化方面重点研究的方向。     

天然气水合物储气量测定研究进展

水合物的储气量是表征水合物性质的一个重要指标,测定其数值的大小对气体水合促进剂的开发、气体水合技术利用及天然气水合物的开采具有重要意义。通过查阅大量的国内外文献,对现有水合物储气量的测定方法进行归纳和总结。经分析得出,水合物储气量的测定有实验法和理论计算法。实验法比较直观,测定的困难在于保证水合物样品取出过程中不发生分解。理论计算法克服了实验法的不足,各参数能够直接读取,因而被越来越多的研究人员采用。