气体水合物生成过程强化方法研究现状

气体水合物因其特殊的物理化学特性,已被气体分离、二氧化碳捕集与封存、海水淡化、气体储运等诸多领域学者广泛研究。但气体水合物生成条件较为苛刻、生成速率及储气能力较商业化应用还有较大差距。本工作从气体水合物生成条件、生成速率、储气能力等角度,分别综述了机械强化、外场作用、添加剂等强化方法对气体水合物生成过程的强化原理、技术特征及其研究现状;综合比较分析了各种强化方法的优势及存在的问题;展望了各强化方法的未来发展方向及其适用领域;特别是针对气体水合物法海水淡化的技术特征和关键问题,提出以外电场强化气体水合物法海水淡化过程的新思路。     

气体水合物快速生成强化技术与方法研究进展

水合物技术可应用于天然气储运、污水处理、海水淡化、混合气体分离、水溶液浓缩以及水合物蓄冷等领域,而该技术成功应用的关键在于如何强化水合物快速生成.本文介绍了水合物的生成机理,综述了气体水合物快速生成强化技术与方法研究进展,分析了各自的优缺点,并对气体水合物快速生成技术进行了展望.     

添加剂强化制冷剂气体水合物生成研究进展

简要介绍了制冷剂气体水合物作为蓄冷工质的优点及生成过程。对于制冷剂气体水合物普遍存在生成速度慢的问题,通过添加剂来强化体系传质传热,可显著提高制冷剂气体水合物的生成速度,对推动制冷剂气体水合物的工业应用具有重要的现实意义。综述了国内外利用添加剂强化制冷剂气体水合物生成的研究现状,指出多种添加剂联用将是制冷剂气体水合物快速生成的较佳选择,最后总结了制冷剂气体水合物研究中存在的不足。     

添加剂强化制冷剂气体水合物生成研究进展

简要介绍了制冷剂气体水合物作为蓄冷工质的优点及生成过程。对于制冷剂气体水合物普遍存在生成速度慢的问题,通过添加剂来强化体系传质传热,可显著提高制冷剂气体水合物的生成速度,对推动制冷剂气体水合物的工业应用具有重要的现实意义。综述了国内外利用添加剂强化制冷剂气体水合物生成的研究现状,指出多种添加剂联用将是制冷剂气体水合物快速生成的较佳选择,最后总结了制冷剂气体水合物研究中存在的不足。     

在磁场作用下致冷剂气体水合物生成过程的图像

1 INTRODUCTION Gas hydrates are crystalline compounds that are formedfrom water and gas or volatile liquid such as natural gas, carbon dioxide and refrigerant[1].     

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。     

气体水合物平衡生成条件的测定及预测

建立了一套气体水合物实验测定装置，采用该装置在温度２６２．６－２８５．２Ｋ范围内分别测定了甲烷，二氧化碳和一种合成天然气在纯水、电解质水溶液以甲醇水溶液中水合物的平衡生成压力，共计９个体系，７８个数据点。     

机械扰动强化气体水合物快速生成研究进展

气体水合物技术在天然气固态储运、CO₂捕获与封存等领域具有广阔的应用前景。高效快速制备水合物是水合物应用技术产业化的关键技术之一。从成核机理、相平衡、传热和传质等角度简述了气体水合物快速生成机理,回顾了常见的搅拌、喷淋和鼓泡等机械扰动强化气体水合物快速生成方法的基本原理和特性。依据强化传质传热领域内的新进展,进一步阐述了新型机械扰动强化气体水合物快速生成方法的基本原理和特性,重点综述了流化床、超声波、超重力、撞击流等技术的研究进展。从耗气率、水合物生成速率、总能耗、气体转化率等角度分析评价了各种机械扰动强化气体水合物快速生成方法的优缺点。总体来说,目前各种机械扰动强化气体水合物生成技术仍处于实验室阶段,传统的搅拌、喷淋和鼓泡强化技术生成速率较低;新型的流化床、超声波、超重力和撞击流等技术也存在各种不同的缺点,有待进一步优化改进。同时指出探究微观成核机理、开发新型易固液分离的气体水合物生成系统以及构建水合物反应器评价体系等是未来气体水合物快速生成相关研究中需要进一步解决的问题。     

冰点以下多孔介质中气体水合物的生成动力学研究进展

青藏高原冻土区储存着大量的天然气水合物资源,CO₂置换开采冻土区的天然气水合物可实现天然气水合物的安全开采和温室气体CO₂的地层封存。冰点以下多孔介质中气体水合物的生成动力学,是冻土区天然气水合物置换开采研究领域的难点和热点问题。本文全面综述了冰点以下多孔介质中气体水合物的生成动力学研究进展,讨论了不同体系冰点以下多孔介质中气体水合物的形成机理及其生成特性;详述了冰生成水合物机理及其冰粉/多孔介质体系中气体水合物的生成特性,分析了冰点以下多孔介质中气体水合物生成动力学研究尚待完善和改进的地方。最后本文指出冰点以下多孔介质中水合物的生成过程是由传热、传质等多种因素所控制,揭示不同过程的主导因素及其影响规律是今后研究的重点方向。目前对冰点以下多孔介质中水合物的生成特性及机理的认识尚未成熟,仍需深入研究。     

甲烷水合物在纯水中的生成动力学

The kinetic behavior of methane hydrate formation in pure water was investigated.12 sets of experimental data on methane hydrate formation were determined at temperatures ranging from 273.65 to 276.15K and pressures ranging from 4.47 to 8.47MPa.The duration of three stages in methane hydrate formation,known as the dissolution,nucleation and growth periods,that are lacking in open literature,was obtained.The effect of pressure and temperature on the kinetics of methane hydrate formation was also studied.     

页岩气集输过程水合物生成条件预测方法研究

页岩气与集输过程中携带或产生的游离水,在适当温度和压力条件下将会生成天然气水合物。水合物一旦生成,可能会堵塞集输管线或损坏生产设备,严重影响集输系统的安全运行。通过酸性气体图、平衡常数法、波诺马列夫法和回归公式法预测页岩I区块天然气水合物生成条件,为预防页岩气集输过程中生成水合物提供理论指导和技术支持。     

天然气水化物生成条件研究

在一定的温度和压力条件下,含水天然气可生成白色致密的结晶固体,称为天然气水化物(NGH natural gas hydrate)。天然气水化物的局部积累将减少输气管道的横截面积,限制管线中天然气的流量,降低输气量。本论文对天然气水化物的生成条件和机理进行了分析,从水化物的生成机理入手,详细了剖析了水化物生成的原因,对天然气水化物的生成条件做了全面的介绍,同时给出了较为全面的水化物生成条件预测模型。     

天然气水合物快速生成技术研究进展

近年来利用水合物储运天然气技术受到广泛重视，而水舍物快速生成技术是应用这种技术的基础。回顾了水合物生成机理，在此基础上从传热和传质的角度介绍了目前水合物快速生成技术，并分析了系统的优缺点。     

表面活性剂对气体水合物生成过程的定量影响

为确定HCFC?141b水合物生成条件下阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的临界胶束浓度(CMC),在0~20℃温度下,通过圆环法实验研究了不同浓度表面活性剂溶液体系的表面张力,考察了表面活性剂对溶液体系表面张力的影响机理并通过C3H8水合物的生成过程实验进行了验证,确定了SDS和SDBS的临界胶束浓度. 结果表明,当SDS和SDBS的质量浓度分别低于500?10?6和100?10?6时,表面活性剂降低水表面张力的效果最明显,二者的CMC分别为1950?10?6和400?10?6,表面活性剂能明显缩短水合反应的诱导时间,提高了其平均生成速率.     

长输天然气管道水合物生成预测及影响因素分析

在管道输送天然气中,准确预测水合物生成位置及其影响因素分析,对管道安全运行十分重要。为此,基于长输管线温度、压力计算与水合物生成条件预测模型,建立了长输管线水合物生成位置预测程序,并对具体实例进行分析,结果表明,管径越小、输量越大、保温材料导热系数越小、天然气中H2S含量越低、CO2含量越高,水合物生成范围缩小。该程序对长输天然气管道设计、安全管理、天然气脱硫处理提供了技术支持。     

天然气水合物勘探和开采方法研究进展

天然气水合物是水和天然气在低温和高压条件作用下形成的一种固态可燃物质,其优点为清洁无污染、燃烧热值高、使用便捷。分析了我国天然气水合物的研究现状,叙述了天然气水合物勘探和开采方法研究进展,并在此基础上,提出了天然气水合物开采对环境的影响。天然气水合物的勘探和开采发是一项复杂而艰巨的工作,建立清洁安全的天然气水合物勘探、开采工艺是最具前景的开发方式。     

天然气水合物的防治方法综述

随着油气田开发的不断深入和深海油气田的不断发展,天然气水合物的生成对油气田开发和管道运输均有很大危害。介绍了天然气水合物的形成机理和基本过程,概述了四种抑制天然气水合物生成的方法,分为干燥法,如干空气干燥法;压力控制法,如逐级节流法;加热法,如水套炉加热法、热水管加热法、电磁加热法;注入化学抑制剂法,如热力学抑制剂法、动力学抑制剂法和几种新型抑制剂法,并分析了各自的适用范围和作用机理,提出了国内今后的水合物抑止技术的发展方向。     

天然气水合物的研究进展及分布

综述了国内外天然气水合物研究的发展历程,并对未来发展进行了预测。介绍了天然气水合物的资源潜力分布,以及5种天然气水合物的开发技术。通过分析目前我国的天然气水合物的发展情况,提出了几点建议。     

A型分子筛对甲烷水合物生成的影响

The porous medium has an important effect on hydrate formation. In this paper, the formation process and the gas storage capacity of the methane hydrate were investigated with A-type zeolite and Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) existing in the system. The results show that A-type zeolite can influence methane hydrate formation. At the temperature of 273.5 K and pressure of 8.3 MPa, the distilled water with A-type zeolite can form methane hydrate with gaseous methane in 12 hours. The formation process of the system with A-type zeolite was quite steady and the amount of A-type zeolite can influence the gas storage capacity significantly. The adding of A-type zeolite with 0.067 g•(g water)－1 into 2×10－3 g•g－1 SDS-water solution can increase the gas storage capacity, and the maxi-mum increase rate was 31%. Simultaneously the promotion effect on hydrate formation of 3A-type zeolite is much more obvious than that of 5A-type zeolite when the water adding amounts are 0.033 g•g－1 and 0.067 g•g－1 at the experimental conditions.     

天然气水合物的生成机理与防治研究

概述了天然气水合物的分子结构,分析了天然气水合物的生成条件,总结了天然气水合物生成的概念模型,研究了天然气水合物的防治方法:物理方法和化学方法。其中物理方法包括:加热法,脱水法,降压法,清管法;化学方法包括:添加热力学抑制,动力学抑制剂以及水合物浆输送技术。提出了今后的研究重点和方向。