气体水合及其在空调蓄冷技术中的应用

本文概述了气体水合“暖冰”蓄冷这一技术的研究发展现状,简明地介绍了气体水合现象和水合物的晶体结构、热力学性质、形成条件,影响稳定性和生成速度等的因素,以及混合气体水合物的特点,阐述了气体水合物作为空调蓄冷材料的优越性和在蓄冷技术中的应用方式,并指出了气体水合蓄冷技术研究发展的一些关键问题及该技术的应用前景。     

制冷剂气体水合物相平衡分解条件预测

本文从理论方面探究制冷剂气体水合物的相平衡分解条件,应用经典的van der Waals-Platteeuw水合物热力学模型预测了R22,R23,R125和R143a水合物的分解条件。在模型预测过程中,应用SRK状态方程对气相和液相进行了模拟计算。该模型预测结果与实验数据误差分别为1.21%,2.84%,2.23%和1.02%,并得到了制冷剂水合物相平衡图及四相平衡点。同时对制冷剂水合物分解热进行了计算,对比发现Ⅱ型制冷剂水合物的分解热大于Ⅰ型。     

静态下HCFC141b水合反应过程的物质输运

实验研究了静态条件下HCFC141b气体水合物水合反应过程，主要研究了在反应中合适放置小铁丝及添加表面活性剂SDBS（十二烷基苯磺酸钠）时对改善水合物生成性能的影响，并首次着重对反应过程中界面状况及水的质量传输过程进行观测和讨论。发现当SDBS与铁丝存在时，水在表面作用下沿着玻璃壁面绕过HCFC141b往下传输到与水合物接触，与水合物内部的游离水构成一体，再不断向水合物与HCFC141b接触的地方推进，形成新的水合物。     

天然气水合物开采技术研究现状与展望

天然气水合物是一种世界公认的最具潜力的清洁能源,目前我国对水合物的勘探开采研究正进入关键突破阶段,南海泥质粉砂天然气水合物成藏机理与赋存规律尚不明晰,开采过程水合物分解相变机制与安全、高效技术仍需进一步探明。本文重点介绍了包括降压开采、固态流化开采等在内的天然气水合物开采技术的研究与应用现状,并通过分析天然气水合物开采技术存在的问题给出了相应的发展建议。研究建议,推动天然气水合物、深部油气等多气源立体开采基础研究和重大工程;强化技术融合,推进理论与实践协同并进;推进天然气水合物中试尺度实验和多场耦合的数值模拟大科学平台建设;建立健全天然气水合物的相关标准等措施,以提升我国天然气水合物开采技术的研发水平和技术成熟度,以期早日实现天然气水合物的大规模商业化开发,服务于我国的能源安全战略。     

天然气水合物生成历程研究和抑制剂效果考察

利用RC1e量热反应仪,采用在线分析技术,对四氢呋喃水合物形成的历程行为进行了研究。结果显示：四氢呋喃同水构成的二组分体系形成历经成核诱导、成核和生长过程,过程中温度和热量的变化,可以确定成核点。利用自行设计制造的天然气水合物模拟生成装置考察了添加抑制剂对水合物形成过程的影响。通过对比添加热力学抑制剂和动力学抑制剂条件下水合物的生成情况,得出普遍情况下热力学抑制剂可以将水合物的生成时间延缓3～5 h,而动力学抑制剂则在降低80%用量的情况下将水合物的生成时间延缓10 h以上。最后结合实验结果,对两种抑制剂的抑制机理进行了分析和预测。     

不同结构二氧化碳水合物热物性的分子动力学模拟

二氧化碳水合物在空调蓄冷、海水淡化、烟气捕集以及置换法开采天然气水合物等领域均有重要应用,热物性是气体水合物技术发展和应用的基础.以I型二氧化碳水合物、II型二氧化碳水合物、II型二氧化碳和环戊烷二元水合物为对象,采用平衡分子动力学模拟手段,研究了20MPa、50-200K条件下二氧化碳水合物的热物性,包括密度、等温压...     

气体水合物蓄冷过程的特性研究

本文以统计热力学为理论依据，对水合物蓄冷过程进行理论分析，指出由于Ｌａｎｇｍｕｉｒ常数很难计算使得水合物生成条件－分解温度，分解压力的直接推导非常麻烦，为此发展一种计算水合物生成条件的简便方法，得到分解温度和分解压力的理论关系式。在理论分析的基础上，以Ｒ１５２ａ和Ｒ１５２ａ／Ｒ１３４ａ水合物为蓄冷介质，进行实验研究，确定它们的生成条件。此外，通过测量水合物的冷却率，采用非稳态方法计算出Ｒ１５２ａ水合物的物性参数，为蓄冷系统的理论分析和设计提供参考依据。     

二氧化碳水合物浆在空调蓄冷技术中的研究进展

介绍了近几年国内外气体水合物空调蓄冷技术的研究进展。分析了气体水合物作为新型蓄冷工质在空调蓄冷应用中的重要性。二氧化碳水合物浆是一定浓度的二氧化碳水合物固体颗粒悬浮于水溶液中的浆状流体,其生成条件相对容易,具有很好的流动性。本文分别从生成方法、分解焓、流动特性、添加剂的影响等方面详细阐述了二氧化碳水合物浆在空调蓄冷应用中的可行性。为气体水合物浆蓄冷技术特别是二氧化碳水合物浆技术尽快走向实用化提出了研究方向,并对其应用作了相关展望。     

红1区高压气井投产安全技术研究与应用

高压气井在投产时最显著的特点就是压力高、风险高,高压气井对地面设备强度以及密封性等要求都很高,高压气体在流动时由于流动压力变化较大,如果技术控制不到位很容易形成天然气水合物而堵塞管道,引起不安全事故造成投产失败。通过优化方案设计,强化井口装置,调整井口结构,利用复合控制技术抑制天然气水合物的形成。红22探井的安全顺利投产,给辽河油田高压气井投产安全技术提供了良好的技术基础及借鉴经验。     

深海水合物原位立体监测系统设计

天然气水合物是一种由天然气和水形成的类似冰状的固体物质。赋存于海底沉积物中的天然气水合物虽然能作为准稳定的胶结物对海底有建造作用,但是其稳定性与特定温度和压力有关,海平面的下降、海底的连续沉积和地震等自然因素以及海洋钻探等人为因素造成的海底温压条件的改变都会引起其分解,从而使海底沉积物失稳甚至导致海底滑坡。该文介绍了一种布放于海底天然气试采区,并对试采区的底层、地形及海底分界面的相关数据进行原位立体监测的系统,通过综合原位监测、取样和原位智能判别与分析,形成监测、检测与预测的统一。     

金属/合金材料吸附气体的热脱附研究进展

研究金属/合金材料中气体原子的迁移、聚集和成泡机制,通常以研究微观缺陷捕获气体原子的微观机制为出发点,分析气体原子与缺陷的相互作用,已成为研究材料中气体原子热动力学机制的一个主要课题。热脱附谱仪(thermal desorption spectroscopy,TDS)采用原子质谱分析技术测量材料表面吸附气体的热脱附量随温度变化,获取气体元素原子与空位、位错等微观缺陷的结合能,以及气体原子/气泡的迁移能、热脱附能等热力学参数,从而研究材料中不同微观缺陷捕获气体原子以及气泡形成的微观机理。充分调研了国内外应用TDS技术研究金属/合金材料中气体元素与微观缺陷相互作用机理的最新进展,特别是应用TDS技术研究反应堆结构材料中辐照嬗变气体产物氢/氦与辐照缺陷的相互作用。     

气冷罗茨真空泵内气体热力过程的计算研究

本文以双叶气冷罗茨泵为研究对象,对其内部气体的输运过程进行热力学研究。从气冷罗茨泵的基本结构和工作原理入手,将被抽气体在泵内经历的过程分解为吸气、注气、压缩、排气四个阶段;讨论各个阶段的特点和机理,应用热力学知识,对每个阶段进行定量分析,得到被抽气体的体积、质量、压力、温度、内能、焓、熵等热力学参数随时间变化的计算公式;探究排气功率与进、排气口压力的关系;并以ZJL-600型气冷罗茨泵为例计算说明。     

多孔介质中二氧化碳水合物生成的实验研究

以多孔介质为载体,将CO2以水合物的形式固定于海底,可以减缓温室效应。CO2水合物在多孔介质中与在纯水溶液中的生成条件有很大的不同,研究了在小型CO2气体水合物实验系统中,多孔介质中CO2水合物的生成特性,探讨了温度和压力对多孔介质中CO2水合物生成特性的影响。     

气体水合物分解与生成技术应用研究进展

水合物技术应用可归纳为分解应用和生成应用,本文就这两大应用方向对水合物进行了分类综述。从水合物分解角度,阐述了天然气水合物资源勘探开发、管道水合物解堵、水合物抑制防控等技术应用的研究进展;从水合物分解的逆过程(生成)角度,阐述了水合物储气、二氧化碳捕获与封存、海水淡化、溶液提浓、污水处理、混合气体分离、蓄冷等应用技术。同时论文结合气体水合物发展历程,概括了气体水合物技术在诸多领域的应用,指出了水合物技术发展取得的诸多成果,也提出了新形势下水合物发展所面临的问题,希望能为今后水合物技术的发展带来一定指导。     

三叶转子罗茨真空泵内气体过程的热力学计算

本文以三叶转子罗茨泵为研究对象,从其基本结构和工作原理出发,对泵内被抽气体的输运过程进行热力学分析。对被抽气体在泵内经历的过程作时序分析,将其分解为吸气、输运、反冲、排气四个阶段,详细讨论各个阶段的特点和机理。应用热力学基本原理,建模计算气体返流量,对吸气、输运、排气进行定量分析,得到被抽气体的压强、容积、总质量、总内能等热力学参数随时间变化的计算公式;探究排气功率与进出口压力之间的关系。     

CO2水合物法淡化海水影响因素的实验研究

实验探究了CO2水合物法淡化海水的影响因素。在模拟海水的盐水溶液中进行水合物反应,分解后测出溶液前后盐度的变化,分析了压力、温度以及溶液的盐度等因素对淡化效果的影响。由结果分析可知,水合物分解后的水溶液盐度有一定降低,采用CO2水合物法可以实现海水淡化的目的,温度越低,压力越高,淡化效果越好,CO2水合淡化合适压力在4-5MPa,合适温度2—3℃,可以逐级对海水盐溶液进行水合淡化,以达到要求的淡化效果,用合理的淡化流程来达到好的淡化效益。     

二氧化碳水合物形成原因分析

从万金塔二氧化碳气田向气站内输送原料二氧化碳过程中,经常发生二氧化碳与水形成水合物堵塞输气管道的现象,给二氧化碳的净化提纯生产带来不利的影响。研究人员在参阅相关文献的基础上,提出应用统计热力学方法来求取二氧化碳形成水合物的具体条件,并且基于实践的基础上分析了防止水合物形成的预防方法,对二氧化碳气田的开发具有一定的借鉴意义。     

海洋天然气水合物藏开采若干问题研究

文章阐述了在开采天然气水合物方面所取得的研究进展,包括天然气水合物开采模型及数值模拟,天然气水合物开采物理模拟相似准则,天然气水合物开采方法研究等。建立、完善了天然气水合物开采的数学模型,并以此为基础建立了降压开采水合物物理模拟相似准则。降压法开采单一水合物藏,在某些情况下开采能量不足会导致藏内结冰严重。对下伏气的天然气水合物藏而言,水合物能够提高产气量、延长稳产时间。结合降压和注热的优势提出了注温水-降压法联合开采方法,该方法具有稳产时间较长、稳产气速度高的特点。     

浅析深水钻井中水合物的风险与防治措施

深水是21世纪世界石油工业的重要区域和科技创新的前沿,深水已经成为全球油气资源的主要接替领域,随着深水油气资源勘探开发的推进,在深水钻井过程中,由于水深的增加,导致海底的压力升高、温度降低,从而,天然气水合物就有可能形成;另外,在深水钻井中,浅部地层也有存在天然水合物地层的可能。因此,水合物的风险分析和防治就成为深水钻井中的一个重要的环节。本文从水合物的形成机理入手,浅析了水合物的风险,并阐述了目前常用的水合物的防治手段以及对深水钻井作业的影响等等。     

天然气水合物资源勘探与试采技术研究现状 与发展战略

天然气水合物是甲烷等烃类气体与水在高压低温条件下形成的笼形化合物,俗称可燃冰,将有望成为继页岩气、致密气、煤层气、油砂等之后的储量最为巨大的接替能源,主要分布在北极冻土带和沿海大陆架300~3000 m水深的深水区,初步估计其资源量为全球含碳化合物的两倍,其中约95 %储存在深海区域;与此同时,深水浅层弱胶结水合物的无序分解等潜在工程地质灾害、温室效应等也已引起世界各国的高度重视,因此,天然气水合物资源安全高效开发和环境风险并重,成为当前世界科技创新的前沿。本文回顾了国内外天然气水合物资源勘探和试采技术研究进展,在此基础上,针对我国海域潜在目标区以及我国已经获取的天然气水合物样品的相关特性,提出了我国天然气水合物资源勘探开发技术方向。