高压低温条件下H_2O-H_2O_2-CO(NH_2)_2-CO_2四元体系CO_2气体水合物的分解动力学

为了开发笼型气体水合物法浓缩分离过氧化尿素剩余母液的新方法,本文进行了高压低温条件下H2O-H2O2-CO(NH2)2-CO2四元体系中形成气体水合物分解动力学的研究。测定了273.15 K、274.15 K、275.15 K和276.15 K不同温度下形成气体水合物分解过程的液相变化数据,建立了CO2水合物分解的动力学模型,模型计算值与实验值吻合良好;确定了气体笼型化合物分解速率常数和活化能。     

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。     

甲烷水合物分解动力学

根据两种测量水合物分解动力学的方法———恒定分解压力法及压力变化法 ,采用气体水合物静力学实验装置测定了甲烷水合物的分解动力学数据 .由建立的分解动力学模型计算了甲烷水合物的分解速率 ,较好地拟合了所测得的实验数据 .实验数据验证了分解速率和水合物平衡压力下的逸度与实验压力下的逸度之差有关 ,计算的分解活化能为 73.3kJ·mol^-1(甲烷 ) .     

海底贮存CO2基础研究

为深入研究CO2开发CH4水合物对环境的影响,从而实现长期储存CO2和开发新能源CH4水合物的目的.本研究主要考察了不同温度下(1-7 ℃),CH4+CO2混合气在纯水和NaCl溶液(质量分数3.6%)中的生成水合物时的溶解相平衡.考察了温度和盐对溶解相平衡的影响.并将实验值与Chen-Guo水合物模型计算值进行了比较...     

水合物法分离烟气(CO2/N2)中CO2的实验研究

利用四丁基溴化铵(TBAB)作为促进剂进行了水合物法分离烟气(CO2/N2)的实验研究.结果表明较高TBAB浓度下生成的水合物较多,其中包含更多的未填充气体的纯TBAB水合物;解析气中的CO2含量受到气体消耗率及实验初始压力的影响;TBAB浓度、实验温度在实验条件范围内对解析气中的CO2含量影响并不明显.CO2摩尔分数为17.4%的CO2/N2混合气通过_二级水合物/膜分离流程可回收到CO2摩尔分数为95.0%的解析气.     

高压低温条件下H_2O-H_2O_2-CO_2三元体系相平衡研究

为了探索气体水合物法浓缩低浓度过氧化氢水溶液的新方法,在高压低温条件下,对H2O-H2O2-CO2三元体系形成气体水合物的相平衡进行了研究。测定了不加表面活性剂和添加表面活性剂时低浓度过氧化氢水溶液中形成气体水合物的温度和压力条件,得出随着过氧化氢浓度和温度的升高,气体水合物的平衡压力也增高,不加表面活性剂时自然沉降分离所得气体水合物母液夹带量很高,而加入表面活性剂时则会降低形成水合物的压力,并且形成的气体水合物母液夹带量显著降低。此外,论文还依据Chen-Guo模型对H2O-H2O2-CO2三元体系形成水合物的相平衡压力进行了计算,计算值与实验值吻合良好。     

CO2-N2-TBAB和CO2-N2-THF体系的水合物平衡生成条件

利用等温压力搜索法测定了CO2-N2-TBAB与CO2-N2-THF体系的水合物平衡生成压力. 实验的压力范围为0.69~14.55 MPa,温度范围为275.75~288.15 K. 结果表明,TBAB与THF均可作为添加剂有效降低气体水合物的平衡生成压力. 在较低的药剂浓度下,CO2-N2-TBAB的水合物平衡生成压力低于CO2-N2-THF体系. 在较高的浓度下,两种体系的水合物平衡生成压力没有明显差别.     

离子液体水溶液-气体水合物对CO2的双捕获工艺

设计了以离子液体[APMIM]Br水溶液吸收-生成水合物捕获CO2工艺流程,并利用CO2在该离子水溶液中的溶解度数据和在其中生成CO2水合物的相平衡实验数据进行物料衡算. 考察了水含量、压力和液气流量比对气体吸收-水合物生成的CO2双重捕获效果的影响,对比了气体水合物与离子液体水溶液捕获CO2的能力. 结果表明,在较高压力和水含量条件下,水合物捕获CO2的效应强于离子液体溶液;较低压力下离子液体溶液吸收CO2起主要作用. 与纯水合物法相比,双捕获工艺具有一定优势,且突破了单纯水合物脱碳的压力和CO2含量要求高的局限性. 当原料气中CO2低于65%(j)时,系统的脱碳效率低于40%,对于CO2含量较低的气体,其CO2的脱除性能回归至单纯离子液体溶液体系.     

气体水合物分解动力学研究现状

对气体水合物分解动力学研究现状进行了文献综述,总结了对气体水合物分解动力学的基础研究和应用研究. 基础研究着眼于气体水合物本征分解动力学研究和传热、传质对分解的影响. 应用研究主要介绍了针对天然气储运技术、多孔介质和地层水合物开采的气体水合物分解动力学研究,并展望了未来气体水合物分解动力学的研究方向.     

CO2置换水合物过程中CH4-CO2-H2O体系多相平衡模型

通过将水合物相引入传统多相闪蒸模型中,提出了基于传统水合物闪蒸结果初始化水合物相分率和组成的新方法,同时提出了含水合物相的多相闪蒸模型求解步骤.根据实验测试的CO2+ CH4+ H2O和CO2+ N2+ H2O体系的相平衡数据,验证了文中模型的准确性,同时将计算结果与PVTsim和CSMGEM软件比较.结果 表明:文中...     

CO2置换天然气水合物中CH4的研究进展

在全面综述国内外天然气水合物开采技术研究现状的基础上,重点介绍了国内外CO2置换开采天然气水合物的研究进展,分别从热力学和动力学角度分析了置换反应过程的可行性. 现有的研究主要集中在自由饱和水体系,而自然界中天然气水合物主要赋存于海底沉积层和永久冻土层中,需结合天然气水合物赋存的自然环境条件,研究其动力学过程,揭示置换反应过程的内在机理. 最后指出了CO2置换开采天然气水合物尚存在的问题和今后的研究方向.     

液态二氧化碳置换整形甲烷水合物过程特性

通过可视化水合物反应装置和影像设备,研究了注入液态CO2分解CH4水合物同时原位生成气体水合物并保持整块水合物结构稳定的完整过程,验证了水合物分解和生成同时进行的第二类原位置换过程的可行性. 通过控制压力实现在CO2?CH4混合水合物四相区(水合物?水?液相?气相)的CH4置换过程,得到富CH4气体产物. 通过分析气相色谱和测定产气量得到CH4产气特性和CO2对CH4水合物的置换率. 结果表明,低压有利于获得较优的置换效果,4.5 MPa下的置换过程较5 MPa时产气量提高14.6%,甲烷水合物置换率提高13.7%.     

Investigation of the hydrate formation process in fine sediments by a binary CO2/N2 gas mixture

To obtain the fundamental data of CO₂/N₂ gas mixture hydrate formation kinetics and CO₂ separation and sequestration mechanisms, the gas hydrate formation process by a binary CO₂/N₂ gas mixture (50:50) in fine sediments (150-250 μm) was investigated in a semibatch vessel at variable temperatures(273, 275, and 277 K)and pressures (5.8-7.8 MPa). During the gas hydrate reaction process, the changes in the gaseous phase composition were determined by gas chromatography. The results indicate that the gas hydrate formation process of the binary CO₂/N₂ gas mixture in fine sediments can be reduced to two stages. Firstly, the dissolved gas containing a large amount of CO₂ formed gas hydrates, and then gaseous N₂ participated in the gas hydrate formation. In the second stage, all the dissolved gas was consumed. Thus, both gaseous CO₂ and N₂ diffused into sediment. The first stage in different experiments lasted for 5-15 h, and >60% of the gas was consumed in this period. The gas consumption rate was greater in the first stage than in the second stage. After the completion of gas hydrate formation, the CO₂ content in the gas hydrate was more than that in the gas phase. This indicates that CO₂ formed hydrate easily than N₂ in the binary mixture. Higher operating pressures and lower temperatures increased the gas consumption rate of the binary gas mixture in gas hydrate formation.     

气相质谱法研究CO2-O2钢液脱碳反应

采用气相质谱法研究了CO₂-O₂在Fe-C体系中的脱碳反应,将气相质谱仪用于气-液体系反应动力学研究,且研究体系具有重要的科研、经济价值。通过质谱分析脱碳反应,考察了气体取样口位置、CO₂喷吹浓度、喷吹高度、气体流速、原始配碳量及反应温度对脱碳反应的影响。结果表明：气体取样口位置为1cm、气体喷吹高度为3cm、气体流速为150mL/min时为最佳气体喷吹条件。原始配碳量在4.0%~1.0%范围CO、CO₂气体呈现3个阶段式变化,1.0%~0.4%呈现两个阶段式变化;在第一阶段中O₂与碳发生反应生成CO₂、CO的同时,CO₂与碳也发生反应生成CO,确定原始配碳量为3.0%是最佳值。且反应温度越高越有利于脱碳反应的进行,达到1873K以后反应温度对脱碳反应的影响较小,确定1873K为最佳实验温度。质谱法测定的终点碳含量理论值与测量值基本一致,说明气相质谱法研究CO₂-O₂脱碳反应的实验数据是可靠的,可用于研究气-液体系反应动力学。     

水合物生成和分解动力学研究现状

从微观动力学和宏观动力学的角度对水合物生成和分解动力学研究文献进行了分类、评述,着重点是水合物生成的微观机理和水合物晶体生长的宏观动力学.关于水合物生成的微观动力学,着重介绍3个比较完整的水合物生成机理以及相应的机理模型.关于水合物生成的宏观动力学,着重阐述加拿大Bishnoi实验室所取得的研究成果以及日本学者结合CO_2水合物处置法开展的CO_2水合物生成动力学研究工作.关于水合物分解,主要讨论水合物在受热、降压和抑制剂存在时的分解动力学.基于水合物生成和分解动力学的研究现状,指出了今后研究的8个重要方向.