纳米流体中CO_2水合物生成特性实验研究

在自行设计的小型气体水合物反应装置上进行了纳米流体中CO2水合物生成特性的实验研究,探讨了纳米粒子的种类、粒径和质量分数对CO2水合物生成特性的影响。研究发现,与纯水相比,纳米粒子Cu O和Si O2增加了CO2耗气量,但延长了气体水合物生成的诱导时间。金属纳米粒子Cu和金属氧化物纳米粒子Al2O3对CO2水合物生成的诱导时间和耗气量有明显改善。对不同粒径的Al2O3纳米粒子对气体水合物生成特性的研究发现,30 nm的Al2O3纳米流体对水合物生成特性影响最大。与纯水相比,0.1%-30 nm-Al2O3纳米流体中水合物生成的诱导时间缩短了76.9%,耗气量增加了23.2%。CO2水合物耗气量随着Cu粒子质量分数的增加先增加后减少。最后进行了纳米粒子对CO2水合物生成特性的影响的理论分析。     

海洋环境二氧化碳水合物生成的实验研究

温室气体CO2的海洋封存是CO2处理的重要设想,对减缓全球气候变化有着深远的意义。CO2水合物在海洋环境中与在纯水溶液中的生成条件有很大的不同。为了研究海洋环境中CO2水合物的生成特性,设计了一套CO2气体水合物实验装置和一套实验流程,利用这套实验装置模拟海洋深度500 m处海水环境,在海水—CO2体系中合成CO2水合物,探讨了温度、压力和盐度等对海洋环境中CO2水合物生成特性的影响。     

多孔介质对CO2露点影响的激光测试

本文建立了一套用激光测试多孔介质中露点的系统，用玻璃珠作多孔介质，研究了CO2在多孔介质中的露点压力，表明多孔介质对CO2露点压力存在影响，越靠近CO2临界点，影响越小。     

CO2水合物浆在蓄冷空调中的应用前景

CO2水合物浆作为新型两相载冷剂应用于蓄冷空调中,可以有效调节用电高峰,合理利用电能,拥有很好的应用前景。一般可以通过增压鼓泡的方法制得CO2水合物浆,制备方法简单节能,而且蓄冷特性出色,相变温度适宜。在此根据非牛顿流体的特点,综述了国内外关于CO2水合物浆流变方程的选择,列出了表观粘度和流变指数的计算方法,并指出CO2水合物浆具有优良的流动特性。     

蓄冷用CO2水合物浆的强化制备研究进展

介绍了近几年国内外CO2水合物浆强化制备的研究进展,详细介绍了机械扰动和添加剂强化制备CO2水合物浆的方法。重点介绍了一种新型蓄冷用CO2水合物浆强化制备装置及其工作原理。最后,为CO2水合物浆蓄冷技术尽早实用化,提出了在CO2水合物相平衡、强化制备装置、多种促进技术和蓄冷放冷及流动特性四个关键方向进行重点研究。     

基于压缩式循环的CO2水合物蓄冷系统SDS强化实验研究

本文基于压缩式循环原理,采用水冷式直接接触式蓄冷系统,研究了不同充注压力(3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0 MPa)和不同质量浓度(0.3、0.5、0.7、0.9 g/L)的十二烷基硫酸钠(SDS)溶液中,CO2水合物的生成特性和蓄冷特性。根据实验数据对蓄冷量、蓄冷速率和CO2水合物生成质量进行计算,结果表明:与未添加SDS的溶液相比,含有不同质量浓度的SDS溶液中,系统的预冷时间和蓄冷时间均缩短,水合物生成质量、总蓄冷量及平均蓄冷速率均有所提升,且随着充注压力的不断提高,系统的蓄冷性能也不断加强。当充注压力为4.0 MPa,SDS溶液质量浓度为0.5 g/L时,预冷时间(5.58 min)和蓄冷时间(10.92 min)达到最短。此时,系统的总蓄冷量(4021.2 kJ)、潜热蓄冷量(2476.8 kJ)、CO2水合物生成质量(4.95 kg)及平均蓄冷速率(6.14 kW)均达到最大值,即系统蓄冷能力达到最强,说明SDS对于本系统的CO2水合物蓄冷性能具有明显的强化效果。     

雾流强化CO_2水合物形成特性实验研究

基于雾流强化技术,在喷雾反应器中进行了CO_2水合物生成特性的实验研究,探讨了反应釜内温度、压力和夹套内冷却液温度以及缓冲气罐的使用等对CO_2水合物生成特性的影响。研究发现,与在静态条件下生成CO_2水合物相比,雾流强化过程中的压降幅度更大,CO_2水合物生成速率更快。喷雾法将水以喷雾的形式送入气体,使水颗粒与气体的接触程度明显提高。实验结果表明,在相同工况下,增置缓冲气罐时,CO_2水合物生成结束时间是20 min左右,而未使用缓冲气罐的是40 min左右。缓冲气罐的稳流稳压作用使CO_2气体均匀、稳定地进入雾化系统,增强雾化效果,使水合物生成速率提高一倍。研究结果为CO_2水合物的生成特性分析和工程应用提供了重要参考依据。     

水冷压缩式CO2水合物蓄冷系统的蓄冷特性实验研究

本文实验研究了初始充注压力为3.5~4.0 MPa时水冷压缩式CO2水合物蓄冷系统的蓄冷特性,通过实验数据计算蓄冷量和蓄冷速率。结果表明：高充注压力具有更好的蓄冷特性,原因在于充注压力越高,反应釜入口干度越小,单位质量CO2携带的冷量越大。在初始充注压力为4.0 MPa时,蓄冷特性最好：蓄冷时间最短（11.33 min）,平均蓄冷速率最高（5.19 kW）,水合物生成质量最多（3.96 kg）,水合物蓄冷量占总蓄冷量比例最高（57%）;在初始充注压力为3.5 MPa时,蓄冷特性最差：蓄冷时间最长（37.50 min）,平均蓄冷速率最低（1.07kW）,水合物生成质量最少（1.58 kg）,水合物蓄冷量占总蓄冷量比例最低（34%）。与风冷压缩式蓄冷系统相比,水冷压缩式蓄冷系统水合物生成质量增长率最高为38.6%,总蓄冷量增长率最高为13.24%。     

模拟岩芯中天然气水合物超声检测技术

天然气水合物广泛分布在大陆、岛屿的斜坡地带以及海洋和一些内陆湖的深水环境,基于双相多孔媒质理论,分析和研究在孔隙中天然气水合物发生相变过程引起的多孔介质物性的变化而导致的声波传播的改变,可以找出其中的变化规律,对于研究岩芯中的天然气水合物具有重要的理论意义和实际价值。在模拟岩芯中天然气水合物发生相变过程中,纵波和横波速度随着孔隙度的增大而减小;衰减随着孔隙度的增大而增大,这些结果表明了实验结果与理论结果基本吻合,并为进一步的实验工作打下了良好的基础。     

促晶器流量对气体水合物蓄冷过程影响的实验研究

对R141b水合物在不同促晶器流量下的结晶生成过程进行了实验研究。通过数据分析，给出了蓄冷介质冷却速率、水合物生成过冷度、水合物生成速度、蓄冷量和促晶器流量之间的依变关系。促品器流量在150L/h到450L/h范围内，装置蓄冷效果好，当促晶器流量处于这个范围时，蓄冷介质冷却速率处于0．055℃／min到0．105℃／min之间，水合物生成过冷度处于1．97℃到3．50℃之间，水合物生成速度处于0．30g／s到0．4g/s之间，蓄冷量处于2．9MJ到4．0MJ之间。     

进气方式影响CO2水合物喷雾合成的实验研究

为探讨进气方式对二氧化碳水合物生成特性的影响,利用自行设计的喷雾强化水合物制备实验系统,分析和比较连续式进气和振荡进气两种进气方式下喷雾合成水合物的耗气量和反应釜内温度的变化,研究其生成特性。实验结果表明:采用振荡进气方式,相对连续进气方式,单位时间内耗气量更多,生成的水合物速率更快。该方式下可以产生较大的驱动力,这种气体间变化性的扰动,使得水合物快速生长。在前期溶解阶段,适当调节进气阀门,加大进气速率,利于水合物生长。     

The clathrate hydrate process for post and pre-combustion capture of carbon dioxide

One of the new approaches for capturing carbon dioxide from treated flue gases (post-combustion capture) is based on gas hydrate crystallization. The basis for the separation or capture of the CO(2) is the fact that the carbon dioxide content of gas hydrate crystals is different than that of the flue gas. When a gas mixture of CO(2) and H(2) forms gas hydrates the CO(2) prefers to partition in the hydrate phase. This provides the basis for the separation of CO(2) (pre-combustion capture) from a fuel gas (CO(2)/H(2)) mixture. The present study illustrates the concept and provides basic thermodynamic and kinetic data for conceptual process design. In addition, hybrid conceptual processes for pre and post-combustion capture based on hydrate formation coupled with membrane separation are presented.     

On the theory of formation of gas hydrate in partially water-saturated porous medium when injecting methane

We present a planar one-dimensional theoretical model and numerical solutions for the process of the formation of methane gas hydrate by injecting gas into a porous reservoir partially saturated with water. The case where the intensity of formation of the gas hydrate is limited by the diffusion of gas through a hydrate layer formed between water and gas in the pore channel core is considered. Within this process, the kinetics of hydrate formation is determined by empirical parameter D, having the dimension of a diffusion coefficient (m²/s). The effect of the value of this parameter on the characteristics of the hydrate formation process is studied depending on the parameters that determine the initial state of the porous reservoir and its porosity and permeability characteristics. The equilibrium mechanism of hydrate formation is considered, which is a limit adopted by the diffusion pattern that corresponds to the case of D → ∞.