13X分子筛耦合四丁基溴化铵促进剂作用下CO2/H2水合物形成动力学

水合物法捕集CO₂技术因其清洁环保、工艺简单等优点成为研究热点。但气液传热传质速度慢导致的形成速率慢、储气能力低等关键问题亟待解决。利用13X分子筛耦合四丁基溴化铵（TBAB）促进剂在279.15～280.65K、3.0～6.0MPa研究了CO₂/H₂（39.8% CO₂/60.2% H₂）水合物的形成过程的压降曲线和气体消耗量,并对比分析了TBAB浓度、压力对其促进效果的影响。实验结果表明,与采用搅拌方式的TBAB/CO₂/H₂水合物形成过程相比,13X分子筛可显著提高TBAB/CO₂/H₂水合物的压降速率和气体消耗量。在279.15K、3.0MPa,随着TBAB溶液浓度增大,CO₂/H₂水合物形成过程的气体消耗量先增大后减小;而当温压条件为280.65K、3.0MPa时,气体消耗量随耦合促进剂中TBAB浓度变化仍遵循类似规律。此外,13X分子筛耦合TBAB促进剂对CO₂/H₂水合物压降速率和气体消耗量的影响随着实验压力升高而升高。     

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.     

水合物法分离CO_2+N_2混合气实验与模拟计算

为了探究水合物法分离混合气的分离效果,以CO2+N2混合气作为原料气进行了分离实验与模拟计算。基于Chen-Guo水合物相平衡理论建立了分离预测模型,并通过实验验证了模型的可靠性;通过实验与模拟计算分析了温度、初始压力、初始组成对分离效果的影响,结果表明:59%CO2+41%N2混合气(摩尔分数)的较佳分离温度为1.0～4.0℃,压力为4.5～6.0 MPa;分离温压一定时,CO2的回收率随原料气中CO2浓度的升高而升高,分离因子变化不明显。另外,进行了多级分离模拟,结果显示原料气中CO2的摩尔分数为0.3～0.85时宜采用水合物法分离,经过2～3级分离可达到较好的分离效果。     

四丁基溴化铵水合物浆液浓度电导率法在线测定

四丁基溴化铵(TBAB)水合物浆液浓度快速测定对TBAB水合物形成分解动力学研究和水合物浆液生产过程控制具有重要作用。通过在线电导率测定,本文研究了温度、TBAB浓度、TBAB水合物固含量对TBAB水合物浆液电导率的影响,建立了电导率法快速测定TBAB水合物浆液中溶液浓度及TBAB水合物固含量的方法,并提出了一种工业TBAB水合物浆液制备过程中溶液浓度和水合物固含量在线取样定量测量方案。研究结果表明:TBAB溶液电导率随溶液温度升高线性增大,随TBAB水合物固含量的增大而减小;TBAB解离度随浓度增大而减小,低浓度时(摩尔分数0.54%),溶液电导率随浓度增大线性增加,高浓度时,因TBAB解离度显著减小,溶液电导率增长缓慢,出现一个最高值;实验所得的TBAB水合物浆液固含量和TBAB溶液浓度计算经验公式,与实际浓度之间最大相对误差约9.0%,结果较可靠。     

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...     

不同浓度TBAB半笼型水合物法分离沼气中CO_2过程的研究

沼气是含CO_2和CH4的混合气,它的利用需要去除杂质CO_2。四丁基溴化铵(TBAB)半笼型水合物法分离CO_2是一种新型分离技术。研究了在不同TBAB水溶液浓度体系中,摩尔比为50:50的CH4/CO_2混合气水合物在277 K和5 MPa条件下的生成过程及CO_2的分离效果。结果表明,当TBAB水溶液质量浓度为0.79%和1.57%时,水合物生成过程存在"二次生成"现象。当TBAB的浓度为0.79%和2.91%时,气体消耗量为0.42 mol,大于其它的TBAB水溶液浓度条件下体系的气体消耗量。综合得出,CO_2分离效果并非与TBAB水溶液浓度呈比例,而是存在一个最佳的TBAB浓度最适宜CO_2气体的分离。在实验条件下,当TBAB水溶液质量浓度为1.57%时,有效反应时间最短且CO_2分离效果最好。     

新型促进剂对二氧化碳水合物形成效果的研究

通过水合物相平衡观察法确定TBAB能与CO_2形成半茏状结构的水合物,极大程度地改善CO_2气体形成水合物的相平衡条件.摩尔分数为0.29%的TBAB(四丁基溴化铵)不仅能大幅度地降低CO_2形成水合物的压力至0.66MPa,而且能缩短形成CO_2水合物的诱导时间至30 min以内,高效地提高CO_2水合的效率.实验表明,体积分数17%的CO_2混合气体在0.29m01%的TBAB溶液中形成水合物,经过一级分离后的CO_2体积分数为60%,二级分离后的体积分数可以达到95%以上.     

TBAB和CP双添加剂水合物法分离烟气中的CO2

在四正丁基溴化铵（TBAB）和环戊烷（CP）双添加剂体系下进行了一级水合物法分离烟气中CO2的研究。对比了纯体系和双添加剂体系对水合物生成过程及分离效果的影响。获得了合适的操作条件（温度276.15 K,压力2.0～3.3 MPa）、初始液气比（0.78）、添加剂浓度（CP体积分数为0.6%）。在合适条件下,双添加剂体系相比纯TBAB体系水合过程的载气量达至1.5～2.0倍,剩余气相中CO2摩尔分数由17%降至7%,去除率由40%～50%上升到60%～70%。实验表明,双添加剂体系在水合物法CO2分离技术的分离效果及节能方面存在潜力,为工业化水合物法净化烟气提供了参考和标准。     

TBAB半笼型水合物法分离CO_2/CH_4混合气的过程研究

水合物法气体分离技术是一种新型的CO_2分离方法,不同的分离条件对CO_2气体分离的效果影响显著。四丁基溴化铵(TBAB)的添加能显著改善CO_2/CH_4混合气水合物的相平衡条件,促进CO_2水合物的生成。作者主要研究在质量浓度为40%的TBAB水溶液体系中,压力为3.2 MPa下,不同过冷度及气水比例的条件对CO_2/CH_4混合气水合物的生成过程及CO_2的分离效果的影响规律。实验结果表明,当压力为3.2 MPa时,气水比越小,CO_2分离效果越好。同时,存在最佳的过冷度使得反应过程中气体消耗量最大以及CO_2分离效果最好,而且CO_2分离效果并非与过冷度完全成正比。当气水比为0.54,过冷度为6 K时,反应结束后气相中CH_4的摩尔比例为81.59%,CO_2的摩尔比例为18.41%,CO_2气体分离系数为4.43,CO_2分离效果最好。     

超临界CO_2中CO_2参与的化学反应

超临界CO2中的化学反应是目前的研究热点之一。超临界CO2既为反应介质又为反应物的化学反应的主要优势是将萃取与反应相耦合形成均相体系,排除了传质阻力,提高了反应的速率和选择性;产物与催化剂易于分离;同时CO2作为反应原料无毒、不燃、易得,不但可以代替有机溶剂和有毒原材料,而且可有效利用CO2。介绍了超临界CO2作为反应原料所参与化学反应的类型及特点,简单综述了这些化学反应的研究进展,并对未来的发展提出展望。     

超低分压下CO2在NaOH和Na2CO3水溶液中的溶解度

在10℃、25℃、35℃下分别测定了超低分压下CO2在NaOH和Na2CO3水溶液中的溶解度，并建立了该过程基于化学平衡和相平衡的数学模型。建立了一套CO2在碱性水溶液中吸收的相平衡实验装置，并进行了实验测试和结果分析。     

混合熔融Li2CO3-Na2CO3-K2CO3体系表面张力计算

熔融碳酸盐是一种良好的热载体和反应介质,其表面张力直接影响反应体系中熔盐分布和界面反应。在熔融盐离子半径和Butler方程的基础上,建立了熔融混合碳酸盐Li2CO3-Na2CO3-K2CO3体系的表面张力计算模型,考察了温度和熔盐组分对表面张力的影响。结果表明：模型计算的表面张力值与实际测量值比较吻合;熔融碳酸盐纯物质的表面张力随着阳离子的静电势（Z/r）的增大而逐渐减小;Li2CO3-Na2CO3-K2CO3体系中,熔盐的表面张力随着温度的升高而减小;混合熔融盐表面张力随着Li2CO3含量的增加而逐渐增大,随着K2CO3含量的增加而逐渐减小。     

CO2分解酚钠盐后Na2CO3废液的处理

对CO2分解酚钠盐后Na2CO3废液的处理进行了工艺设计和生产控制分析，为环境保护和资源回收开辟了一条新途径。     

一种具有高CO吸附容量和高CO/N2及CO/CO2分离选择性的CuCl@β吸附剂

研制了一种新型的CuCl@β分子筛吸附剂材料,它不仅对CO有着高吸附容量,而且对CO/N₂和CO/CO₂的二元混合气有着高吸附选择性。利用自发单层分散的原理制备了一系列的CuCl@β分子筛材料,分别应用氮气吸附以及XRD进行表征。CO在CuCl@β分子筛上吸附等温线和动态透过曲线分别通过静态吸附和固定床实验获得。依据IAST理论模型计算了CuCl@β分子筛对CO/N₂二元混合物和CO/CO₂二元混合物的吸附选择性。研究结果表明:(1)氯化亚铜的负载增强了一氧化碳在CuCl@β分子筛上的吸附容量,其最佳负载量为0.4 g·g^-1。(2)CuCl@β分子筛吸附剂在增强CO的吸附量的同时,还降低了对二氧化碳和氮气的吸附。由于Cu⁺-CO π位络合键的存在,提高了CuCl@β分子筛对二元混合物CO/N₂和CO/CO₂的吸附选择性。(3)在低压下(0～10 kPa)下0.4CuCl@β分子筛对CO/N₂和CO/CO₂的吸附选择性分别高达1600～5200和120～370,远大于原始的β分子筛。CuCl@β分子筛对CO有着超高吸附容量以及吸附选择性,将会是一种很有潜力的CO分离提纯材料。     

二氧化碳驱伴生气分离技术综述

对CO2驱油田伴生气成分复杂、二氧化碳浓度高等特点进行了分析,详细介绍了几种当前热门的伴生气分离提纯技术,包括化学吸收法、膜分离法、变压吸附法、低温分馏法等,并对各类方法的原理、优缺点进行了深入解析。对伴生气CO2分离技术及复配方法进行了综合对比,得出膜分离+化学吸收法、低温分馏+化学吸收、膜分离+变压吸附更适用于分离CO2驱油田伴生气中的CO2。     

CO2热泵

日本中部电力(株)与(株)前川制作所合作,正在开发的“CO_2冷却介质的办公用和工业用空调、热水供应热泵”,已接近实用化水平,即将投放市场。利用CO_2冷却介质的热泵,是世界上的第1台。它是一种既可向大型写字楼、饭店供应热水,又可以同时制冷的商品化大型机器。     

HPHT treatment of CO2 containing and CO2-related brown diamonds

Ten type I diamonds containing CO₂ and three diamonds related to these (referred to as “Pseudo CO₂” diamonds) were treated by the HPHT process to observe changes in colour, colour distribution, inclusions, luminescence and spectral features in the visible to the mid-infrared regions. All samples were of predominantly brown colour before the treatment and had rather inhomogeneous colour distribution not related to strain like in classic type Ia brown diamonds. Upon HPHT treatment most of them changed to a more yellow hue, with a greenish modifying colour, but the dominant colour was still brown. The modification of colour was found to be much more discreet than it is the case for deformation-related type Ia brown diamond and the colour was not at all related to known centers such as H3. The colour modifications were caused by the destruction of broad absorption bands in the Vis–NIR spectrum by the HPHT process and generally increased transmission from 400 to 700 nm, likely related to a slight increase in single nitrogen, but no typical HPHT annealing related colour centers such as H3 and H2 were produced in the spectra of the samples. This could be confirmed by the luminescence when excited by shortwave and longwave UV light, under which all samples showed a yellow emission that was practically not modified by the treatment.The infrared spectra of the 10 CO₂ diamonds, defined by the presence of at least the CO₂ stretching (ν₃) and bending (ν₂) absorptions, were unusually modified by the HPHT treatment: the treatment caused the CO₂ bands to increase in intensity in diamonds with low to medium CO₂ content, and the apparently diminished the intensity of the nitrogen-related one phonon absorptions (when present). In the spectra of the three “Pseudo CO₂” samples, which lack by definition the CO₂ peaks, the CO₂ peaks were created and the one phonon absorption reduced by the treatment. The photoluminescence spectra exhibiting several unpublished emission peaks remained practically unchanged by HPHT processing: none of the emissions were annealed out and no new centers created.The data obtained by HPHT treatment leads us to propose, that the theory of solid CO₂ inclusions being responsible for the CO₂ absorptions in diamond may be erroneous, and that the CO₂ may be present structurally. Thus it is proposed that structurally bonded oxygen may play an important role in such diamonds.The present study indicates that treated CO₂ and “Pseudo CO₂” diamonds can in most cases not be identified by the methods available in well-equipped gemmological laboratories, since no detectable defect centers appear to be induced by the treatment.     

胺基CO2固体吸附剂脱碳特性及SO2的影响

燃煤电厂烟气中存在的微量SO₂对胺基CO₂固体吸附剂的碳酸化反应及循环特性有不利影响。利用固定床反应器,针对采用溶胶凝胶法制备的胺基CO₂固体吸附剂的碳酸化特性及其在含SO₂气氛下的失效规律进行了实验研究,并结合红外光谱、有机元素分析、BET等测试手段,研究其失效机理。结果表明,所制备的胺基CO₂固体吸附剂在反应温度50℃时具有较好的碳酸化反应特性和循环特性。当反应气氛中存在SO₂时,由于生成了不可再生的亚硫酸/硫酸盐类物质而导致胺基活性位损失,孔隙结构发生变化,影响了吸附剂的脱碳性能,但适当提高反应温度可提高吸附剂的碳酸化反应竞争性。