蓄冷空调及气体水合物蓄冷技术

从蓄冷空调的应用背景出发,简述了蓄冷空调技术的发展与现状,并在此基础上详细介绍了气体水合物蓄冷技术,从气体水合物蓄冷工质的选择、气体水合物结晶\熔解特性改善及气体水合物蓄冷装置设计3个方面对目前的研究现状进行了描述,最后提出了一些今后应该重点展开的研究方向     

气体水合物蓄冷技术研究进展

综述了国内外制冷剂气体水合物蓄冷技术的研究进展。概括描述了制冷剂气体水合物的相平衡热力学、结晶动力学研究，介绍了水合物蓄冷系统及蓄／释冷过程的研究成果：相平衡研究水合物形成的压力、温度条件；动力学研究水合物的生成，包括添加剂和外场等的作用；蓄冷过程研究系统运行可靠性及优化控制。最后简要展望了今后的主要研究方向。     

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。     

气体水合物储运天然气技术与发展

气体水合物是一类笼形结构的冰状晶体,在标准状况下1m^3的气体水合物可储存150－200m^3的天然气,本文介绍了利用水合物储运天然气的可行性以及国外相关技术的发展趋势。     

气体水合物在空调蓄冷中的应用研究进展

介绍了国内外近几年气体水合物蓄冷技术应用研究进展.从节能与环保角度出发,分析了气体水合物作为新型蓄冷工质在空调蓄冷中应用的必要性.从气体水合物相平衡热力学、结晶动力学、数值模拟以及蓄冷装置等方面阐述了气体水合物在空调蓄冷中应用的可行性,为气体水合物蓄冷技术尽快走向实用化提出了研究重点.     

HCFC-141b水合物空调蓄冷系统实验研究

搭建了一台容积达0.16m~3的可拆卸外置促晶/内置换热气体水合物蓄冷实验系统,在接近常压条件下对该蓄冷系统进行了HCFC-141b水合物蓄冷实验研究,观察到水合物在管外结晶生长情况,得到冷媒流量及喷淋方式对蓄冷量、水合物生成速率及水合率的影响。结果表明:HCFC-141b水合物主要在盘管的间隙中生长,具有非贴壁生长现象;冷媒流量越大,水合物蓄冷量越大,蓄冷速度越快,水合物生长速率越快,在流量992L·h~(-1)下蓄冷量达到15.2MJ,蓄冷密度126.9MJ·m~(-3);喷淋方式对它们的影响不明显;实验的水合物结晶生长过冷度较大,水合率较低,有待进一步实验提高蓄冷性能。     

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。     

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。     

水合物相平衡模型的研究及应用

预测气体水合物相平衡条件的理论模型有很多种,本文在对这些模型进行分析比较的基础上,给出了它们各自的优缺点和适用范围,并在此基础上对Chen-Guo模型进行了改进,使其在预测水合物生成条件方面得到优化。提出了一种预测液相中含有电解质或(和)醇的酸性气体水合物生成条件的新方法,并对水合物气体分离技术进行了研究。     

Research progress in hydrate-based technologies and processes in China: A review

Natural gas hydrate (NGH) is considered as an alternative energy resource in the future as it is proven to contain about 2 times carbon resources of those contained in the fossil energy on Earth. Gas hydrate technology is a new technology which can be extensively used in methane production from NGH, gas separation and purification, gas transportation, sea-water desalination, pipeline safety and phase change energy storage, etc. Since the 1980s, the gas hydrate technology has become a research hotspot worldwide because of its relatively economic and environmental friendly characteristics. China is a big energy consuming country with coal as a dominant energy. With the development of the society, energy shortage and environmental pollution are becoming great obstacles to the progress of the country. Therefore, in order to ensure the sustainable development of the society, it is of great significance to develop and utilize NGH and vigorously develop the gas hydrate technology. In this paper, the research advances in hydrate-based processes in China are comprehensively reviewed from different aspects, mainly including gas separation and purification, hydrate formation inhibition, sea-water desalination and methane exploitation from NGH by CH₄-CO₂ replacement. We are trying to show the relevant research in China, and at the same time, summarize the characteristics of the research and put forward the corresponding problems in a technical way.     

CO2置换开采天然气水合物研究进展

介绍了近年来CO2置换开采天然气水合物技术的研究进展;论述了CO2与天然气水合物中CH4置换反应在热力学上的可能性;认为正确理解置换反应机理、探索新的反应技术并提高反应速率是置换开采技术走向产业化的关键。     

二氧化碳置换法模拟开采天然气水合物的研究进展

目前实验室模拟开采天然气水合物(NGH)的最主要的方法为外激法,通过注热、降压等方式使水合物分解释放出甲烷(CH₄),外激法最大的问题在于水合物的分解容易造成地层结构变化,导致地质斜坡灾害。利用二氧化碳(CO₂)在水合物相中置换开采CH₄,由于置换过程发生在水合物相中,不改变水合物相结构,因此可以降低地质灾害风险。本文全面介绍了利用CO₂在水合物相从NGH中置换CH₄的研究进展,从置换可行性、动力学模型、模拟研究、实验研究等方面对当前的研究进行了综述,并为进一步发展置换法开采CH₄技术指出了方向。     

CO2置换CH4水合物中CH4的实验和动力学

在自行设计的反应装置中考察了2.8 MPa和3.25 MPa压力下，温度271.2、273.2和276.0 K时CO2气体置换十二烷基硫酸钠（SDS）体系CH4水合物中CH4的置换过程。实验数据表明，在反应的前50 h，CH4水合物的分解速率较快，其后分解速率变慢。冰点以上CH4水合物的分解速率较快。基于动力学数据，建立了SDS体系置换反应过程中CH4水合物的分解动力学模型和CO2水合物的生成动力学模型。计算得到CH4-CO2置换反应过程中CH4水合物的分解活化能为28.81 kJ·mol-1，CO2水合物的生成活化能为68.40 kJ·mol-1。数据表明，CH4水合物的分解可能受置换反应过程中水分子的重排控制，而CO2水合物的生成可能受CO2气体在水合物中的扩散控制。     

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     

Replacement of CH4 in Hydrate in Porous Sediments with Liquid CO2 Injection

The dynamics of the replacement of CH₄ in hydrate in porous sediments with liquid CO₂ was investigated using a self‐developed experimental apparatus at different temperatures and initial pressures. The pressure increases steadily as the replacement reaction processes. The amount of the replaced CH₄ is almost the same as that of the CO₂ forming hydrate in the early stage and gradually becomes somewhat less in the later stage. The initial pressure has minor effects on the replacement rate, and temperature reduction causes a lower replacement rate. The experimental results suggest that the replacement rate is not related to the region of the temperature‐pressure conditions but is mainly affected by the fugacity differences of CH₄ hydrate decomposition and CO₂ hydrate formation.     

天然气水合物储运技术中水合物反应器的研究进展

可观的储气率与自保效应的存在使得天然气水合物能作为一种天然气储运的方式,并且在与其他如液化天然气、压缩天然气储运方式比较时有着自己独到的优势。但由于针对水合物储运的研究起步较晚,利用水合物储运天然气的技术尚未成熟。尤其是在水合物反应器的研究上,生成水合物的速率较低,无法达到工业生产所需要的水平。本文通过调研国内外文献与专利等资料,介绍了国内外天然气水合物储运技术发展状况,简述了水合物生成强化的物理化学手段与机械手段,详述了搅拌式等传统天然气水合物反应器与管式、超重力式等新型天然气水合物反应器的结构与工作原理。根据现有水合物反应器的特点与存在的问题,对水合物反应器的研究方向提出建议：未来应当加快对喷淋式、超重力式与流化床式反应器的放大研究,加快针对不同物理强化手段与机械强化手段的协同作用研究,建立起以天然气储运为目的的水合物反应器评价体系。     

水合物法快速脱除天然气中二氧化碳

水合物法脱除天然气中CO2是一种新的天然气脱碳分离技术,可用于初步大量脱除高含CO2天然气和沼气中的CO2.为天然气脱碳提供一种工艺简单、流程快和环保的方法.笔者用CO2(摩尔分数为33.00％)/CH4混合气模拟高含CO2的天然气,在1L的反应釜内,研究混合气水合过程随压力和气水体积比的变化,分析水合过程的温度、压力...