水合物溶液分离技术研究进展

水合物法溶液分离是一种新兴的分离技术。本文概述了水合物溶液分离技术的基本原理,指出水合物溶液分离技术的优缺点。重点回顾了水合物溶液分离技术在海水淡化、废水处理、果汁浓缩、生化分离等过程中的研究进展：尽管水合物海水淡化已经有工业化的报道,但是水合物生成压力较高,分离过程能耗较大,阻碍了该技术的推广应用;水合物法废水处理仅局限于制浆废水回收方面;水合物果汁浓缩以及生化分离方面的研究表明水合物法对于高附加值产品分离十分有效。分析表明,水合物溶液分离技术在上述应用过程中存在水合物生成压力大、水合物结晶夹带浓缩液等问题,指出未来水合物溶液分离技术的研究方向为寻找更加有效的水合物生成气体以及在高附加值产品分离回收过程中的应用。     

一种从含氢气体分离浓缩氢的新技术——水合物分离技术

引　言由于水合物不仅与石油天然气生产、储藏和运输密切相关 ,而且与环境保护、气候变迁特别是人类未来赖以生存的能源有密切关系 ,对于水合物的研究成为目前国际上的一个热点 .另外 ,由于其特殊的物理化学性质 ,水合物还可以用来开发各种应用技术 ,例如蓄冷、有机水溶液提浓、海水脱盐淡化、重水提浓等[1] .水合物法分离气体混合物技术是在多年水合物相关实验研究[2 ,3] 的基础上提出的一种新技术 ,并在氢气分离提浓方面取得了初步成果 .水合物是小分子物质 (Ｎ2 、ＣＯ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ6、Ｃ3Ｈ8等 ,称为客体分子 )和水在一定温度和压…     

水合物法分离技术与节能

探讨了几种具有节能效应的水合物法分离技术—水溶液提浓、海水淡化、近临界和超临界萃取、气体混合物分离、污水处理技术,随着绿色化学和生物工程技术的发展,该技术方法将会引起更多的关注。     

水合物法分离技术研究

从水合物的结构和性能出发,对基于水合物形成和分解的分离过程进行了分析和研究,探讨了基于水合物的分离技术,包括气体分离和水溶液分离或提浓两个方面。综述了近年来水合物法分离的研究现状、相关技术内容和应用领域     

基于水合物法浓缩低浓度煤层气的研究进展

介绍了我国低浓度煤层气的利用现状,对当前几种浓缩技术进行了对比和分析,认为水合物浓缩低浓度煤层气法具有更广阔的前景。介绍了水合物基本理论,包括其晶体结构、相平衡热力学及生成动力学,阐述了通过强化气体水合物生成来浓缩低浓度煤层气的研究进展,并对水合物法浓缩低浓度煤层气技术进行了总结和展望。     

混合物分离技术的选择

在对各种混合物形态、特性和分离过程种类、性能作全面分析的基础上,探讨了分离技术选择的一般方法,给出了一些新概念和新思路,以及根据颗粒粒度或时间常数选择分离技术的定量的、直观的图表。     

水合物利用技术应用进展

过去的几十年中,对于水合物的研究不单单集中在抑制天然气水合物的生成上,基于水合物的生成利用技术也得到了广泛的研究。基于水合物的生成利用技术是环保和可持续的新技术,利用不同气体生成水合物相平衡条件的差异,可用于气体分离、置换开采。由于水合物具有较高的气体浓度,可用于气体的存储。利用水合物较高的化解潜热,可将其用于蓄冷。本文综述了国内外水合物技术的研究应用现状,分析了水合物技术在气体分离与存储、溶液浓缩分离、蓄冷、二氧化碳（CO₂）置换开采等领域有前景的研究方向。但是其水合反应速率慢、生成压力高、后期分离困难,极大地限制了水合物利用技术的工业应用。展望了水合物技术未来的研究发展方向,开发安全、高效和环保的水合物促进剂,开发高效水合物反应设备,开发连续水合物工艺,以便早日实现工业应用。     

水合物法分离混合物技术研究进展

综述了水合物生成法在溶液浓缩和混合气分离两大领域的研究进展。分析表明,水合物法在海水淡化、生物工程、油样分离等溶液分离过程均表现出了一定的应用价值,但仍存在浓缩液夹带、分离效率较低或分离压力高等问题而未能实现工业化应用。针对混合气的分离,与单独水合分离过程相比,包含有水合物生成的吸收-水合和吸附-水合双机制耦合分离技术表现出了气体处理量大、分离效率高、或可实现连续气体分离等优势。但与它们相关的一些基础性问题如水合物浆液的实际流动特性、水合物晶粒与多孔介质之间的作用关系等,需要进一步的研究或确认。在此基础上,对这些分离过程的继续研究给出了参考意见:溶液浓缩分离过程可着眼于开发更有效的水合物生成促进剂或耦合其他分离技术等;混合气分离方面可以在寻找更有效的水合物生成促进剂、明确采用乳液体系分离所得水合物浆液的实际流动特性、揭示采用含水多孔介质分离所得不同相之间的作用机制等方面展开。     

新型水合物分离技术研究进展

介绍了一种新型的分离技术——利用固体水合物的生成实现混合物分离的技术及其在此领域的研究和应用成果。随着绿色化学和生物工程技术的发展,该技术方法将会引起更多的关注。     

水合物法分离炼厂气的技术进展

介绍了水合物法分离炼厂干气等气体混合物技术的国内外研究现状,认为水合物法分离技术是对炼厂气进行综合利用方面具有广阔应用前景的一项新技术,指出了水合物法分离气体混合物方面的优势及巨大的潜力.     

水合物法提纯沼气技术研究进展

沼气是一种重要的可再生能源,对沼气进行充分高值利用对于缓解我国能源需求和环境压力具有重要意义。沼气在高值利用前必须进行脱碳提纯处理,本文介绍了一种可用于沼气提纯的新技术--水合物分离技术。介绍了水合物分离技术的基本理论,调研总结了水合物法提纯沼气和可用于沼气体系（CH₄/CO₂）的水合物分离技术研究进展,包括相平衡研究、热力学促进剂、动力学促进剂、机械强化、外场强化、添加多孔介质/纳米流体等和采用油/水乳液促进技术,并对各种水合物分离促进技术进行了分析：相平衡研究为水合物法提纯沼气提供了理论基础;合理地选用热力学和动力学促进剂能够有效改善气体水合物相平衡条件,促进水合物生成,增加储气效果和提高分离效率;机械强化及外场作用通过强化水合反应过程的传质传热效果促进水合物生成;添加多孔介质和纳米流体等能够增大气液接触面积,对水合过程发挥促进作用;采用油/水乳液不但能够强化气液接触,而且微乳状态下的水合物具有很好的流动性,具有良好工业应用前景。最后对水合物法提纯沼气技术进行了展望,水合物提纯沼气研究虽处在起步阶段,但随着研究的不断深入,该技术凭借操作条件温和,对原料气要求低,并且具有操作简单灵活、安全性高、环保无污染等优点,必将在我国沼气产业发展过程中发挥作用。     

天然气水合物抑制技术与方法研究进展

针对目前广泛使用的热力学抑制剂用量大、成本高,并且污染环境的缺点,详细总结了国内外动力学抑制剂、防聚剂及离子液体抑制剂的研究现状。此外,结合天然气水合物浆液管道输送技术的发展趋势,阐述了水合物防治动态控制技术,得出该技术在保证油气管道安全运行的同时利用水合物储气密度较高的特点可增大管道输送量,并且该技术最终将取代其他水合物抑制技术的结论。最后,说明了水合物抑制技术的发展方向,并就水合物抑制技术的研究给出了建议。     

水基钻井液中天然气水合物形成的研究进展

依据水基钻井液中天然气水合物生成的相关研究,结合理论与实践,介绍了一些钻井液处理剂对水合物生成的影响,重点概述了水基钻井液对天然气水合物生成的抑制效应,并简要说明了水合物抑制剂在钻井液中应用的相关研究。     

气体水合物促进剂研究进展

气体水合物技术涉及的领域非常广泛,但受到生成条件苛刻、诱导时间长、形成速率缓慢、含气率低等因素的影响,严重阻碍了该技术的应用,而添加促进剂是一种有效的解决方法.综述了国内外促进剂种类、促进性能评价方法及促进机理分析等方面的研究现状,指出了未来的研究方向.     

季铵盐类化合物水合分离烟道气中CO2的实验研究

利用季铵盐类化合物[四丁基溴化铵（TBAB）、四丁基氟化铵（TBAF）]作为热力学促进剂对CO₂（9.06%,摩尔分数）+N₂（90.94%,摩尔分数）混合气体进行水合分离实验。结果表明：在279.15 K、2.0 MPa下,0.293% TBAF溶液中,CO₂能够在水合物相中富集到37.73%（摩尔分数）,分离因子13.23,回收率28.44%。TBAF对CO₂的富集程度和分离效果要优于TBAB。同时将实验结果与文献中季铵盐类化合物以及同样实验条件下四氢呋喃（THF）水合分离实验结果进行比较,发现本实验的分离效果要低于文献中CO₂-N₂-TBAB体系,分离因子高于同样实验条件下CO₂-N₂-THF体系,但回收率低于CO₂-N₂-THF体系。     

水合物生成诱导期研究进展

水合物生成诱导期是用于表征水合物生成过程的重要参数,其研究对于水合物风险控制和水合物技术应用具有重要意义。本文从研究方法、水合物客体分子类型、研究内容和诱导期分布等4个方面总结回顾了国内外近期开展的水合物生成诱导期研究概况,表明其主要围绕诱导期定性影响因素的分析和诱导期定量表征模型的建立两方面展开。介绍了诱导期的主要定性影响因素及其对诱导期的影响规律,阐述了不同类型诱导期定量表征模型的建立过程及其适用范围。结果说明,目前对于水合物生成诱导期定性影响因素的分析研究系统性不强,需要从微观角度对水合物生成及成核机理本质展开进一步研究,而所建立的诱导期定量表征模型也大都只适用于特定条件下的水合物生成诱导期预测。