HCFC-141b水合物海水淡化试验研究

首先介绍了海水淡化方法以及水合物法海水淡化的发展,接下来初步试验探究了HCFC-141b在盐水中生成水合物的实验,测出盐水溶液在水合物生成前后盐度的变化,由结果分析可知采用水合物的生成和分解可以实现海水淡化的目的。最后提出水合物法海水淡化目前存在的问题以及对工质要求、对试验装置的改进建议。     

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。     

混合添加剂对水合物膜法捕集CO2的影响

温室效应是当今人类社会所面临的一个重大环境问题,而CO2对温室效应的贡献最大,因此发展节能环境友好地捕集CO2的新技术具有重要的意义.文章探索了混合添加剂四丁基氟化铵(TBAF)和甲醇(MeOH)对水合物膜法捕集CO2/N2混合气中的CO2的影响.结果表明,当TBAF和MeOH浓度分别为摩尔百分含量0.229％和1.26％时分离效果最好,且与纯水相比,该混合添加剂使系统达到稳定状态所需的时间由300 min降低到120 min.随着进料压力和温度的升高,渗透侧CO2的浓度先增大后减小,在压力为3.50 MPa,温度为4.0℃时,分离因子可以达到7.58,但是渗透速率没有明显变化.实验证明TBAF-MeOH可以加速水合物的生成且促进CO2形成水合物.     

舰船真空海水淡化装置热力分析

针对目前舰船上广泛使用的真空式海水淡化装置进行热力分析，建立起海水淡化装置的数学模型，以50t／d真空式海水淡化装置为例，通过对不同蒸发温度和不同工作蒸汽压力进行模拟计算，得到海水淡化装置的产水量、工作蒸汽耗量及冷却水流量随蒸发温度和工作蒸汽压力的变化规律，所得结论与装置的实验及实际运行情况有很好的一致性，证明所建立的数学模型是合适的，所得结论可以指导装置的使用管理及海水淡化装置的设计。     

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。     

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。     

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。     

高浓度CO2在MEA溶液中平衡溶解度的实验研究

采用气液搅拌平衡装置,通过酸碱滴定和皂泡流量计测定了高浓度CO2在不同MEA溶液中的平衡溶解度。利用正交实验设计方法,考察了温度、CO2分压力、MEA质量浓度等因素对CO2平衡溶解度的影响。结果表明,在实验参数选定范围内,影响MEA中CO2平衡溶解度的因素主次顺序为：CO2分压力〉MEA质量浓度〉温度;MEA溶液中CO2的平衡溶解度随压力的增大而增大,随MEA质量浓度的增大而减小,随温度的增大而减小。     

高压DSC在气体水合物形成及分解机理研究中的运用

随着海底矿物开采越来越普遍,技术人员面对越来越复杂的钻探技术挑战。特别是极端条件下的深海开采,开采矿产之前,要先处理好表层的可燃冰。通过PVT仪器直接目测来观察气体水合物的形成是一种比较常用的方法。通过记录测量过程中的温压变化来确定气体水合物的形成热力学条件。但是笨重的PVT仪使得实验受限制,并且实验过程中不能有固体微粒出现。本文通过微量热法来确定水合物的成分,研究形成及分解机理,测量比热容。为了满足高压微量热试验需求,法国塞塔拉姆公司特别提出了完全革新的测试手段（法国石油学会专利技术）,运用高压MICRODSC来建立气体水合物的形成热力学模型及生成动力学理论,表征水合物相变与时间、温度、压力的对应关系。MicroDSCVII是研究气体水合的专业高压微量热仪,一经推出就广受好评,样品量为0．7ml的全新样品池,并可与专业的高压控制面板相接,最大压力可以达到1000bars,温度范围为-45℃andl20℃。目前,高压MicroDSCVII已经被运用于各种条件下的气体水合物研究,诸如：气体水合物的形成机理,特别是甲烷气体水合物的研究;气体水合物在海底沉积物中的成藏机理;石油开采中水合物形成的抑制;天然气运输及储存过程中气体水合物的形成;冷藏过程中的气体水合的形成及分解等。     

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。     

纳米碳管/活性炭复合电极苦咸水淡化的研究

通过对活性炭的N2吸附发现:活性炭具有高的比表面积和大的孔容,适合用于脱盐,但是其存在能耗大并且强度低等缺点.而纳米碳管是一种低电阻率,高强度的新型材料,采用活性炭复合纳米碳管,可以结合两者的优点,开发出一种低能耗、高脱盐率的复合电极.对各种复合比例的复合电极脱盐和能耗的测试发现:当纳米碳管的质量比占电极的10%时,脱盐量、能耗和强度达到最佳工艺,并且将该复合电极片数增大的测试发现:该电极脱盐效果好,在循环周期的大部分时间内以脱盐为主,脱盐率超过95 %.     

不同工艺对活性炭电吸附脱盐性能的影响

以活性炭为电极材料是利用电吸附脱盐的重点.以热解法制备了活性炭,采用酸处理及二次活化处理活性炭,并将二次活化的活性炭利用不同的工艺制成电极.研究表明:二次活化法能够使活性炭获得更高的比表面积和更大的孔容,热压和炭化结合的工艺使活性炭电极有着高的比表面积和高的孔容,适合用于苦咸水脱盐.因此,活性炭具有脱盐效果好,脱附时间短,脱盐率达到90%,是一种优良的脱盐电极材料.     

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。     

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。     

纳滤膜系统优化设计模式探讨

纳滤膜技术在水处理领域中的规模化应用正在受到广泛关注.而纳滤膜的筛选与膜系统的优化设计是应用过程中首要解决的关键问题之一.由于纳滤膜种类繁多、对溶质截留范围宽、分离机理复杂等多变因素决定了纳滤膜系统应该采用多元化的设计模式,而不是简单模拟反渗透膜系统.选择NF270芳香族聚酰胺材料纳滤膜为例,论述了不同类型的无机盐溶液在不同压力、流量、盐度、温度、pH值等条件下,浓差极化因子对商品化纳滤膜性能的影响;并与反渗透膜性能变化规律和系统设计进行对比,给出了此类纳滤膜在一定盐度进水条件下的合理化设计建议:1)设计压力与进水盐度无关;2)系统回收率与流程长度无关;3)盐的截留率只取决于系统收率.试图为纳滤膜选择及纳滤膜系统设计新模式提供理论依据,并为提出完整的纳滤膜系统设计新模式做出初步的探索.     

Experiments on fast nucleation and growth of HCFC141b gas hydrate in static water columns

A major technical issue in the realization of refrigerants gas hydrates energy storage systems is to develop a practical means for rapid hydrate formation. In this paper, the nucleation and growth processes of HCFC141b (CH₃CCl₂F, HCFC141b) gas hydrate in a column of water added with 0.038 wt% sodium dodecylbenzenesulfonate-6 and with a metal rod which was placed in the center of the column has been studied. The water solution column, in a cylindrical glass container, was placed in a thermostatic bath ranged 274.15–280.15 K and under atmospheric pressure. The experimental results show that, comparing to that of pure water and HCFC141b system, the properly placed metal rods combined with proper amount of sodium dodecylbenzenesulfonate-6 considerably promotes the hydrate formation speed and reduces the nucleation time. The growth rate of HCFC141b hydrate is significantly effected by the surrounding bath temperature and the formation can be finished in 8 h with a short nucleation time when the bath temperature ranged 274.15–279.15 K and the iron rod penetrating the interface between the water solution and liquid HCFC141b. The experimental results suggest a new way for fast formation of gas hydrates.     

AAO模板受热失重及发光机理的研究

为了深入理解草酸溶液中制备的阳极氧化铝(AAO)模板受热失重以及草酸根对模板发光性能的影响,利用程序升温脱附与质谱联用(TPD-MS)、热重分析(TGA)、差热分析(DTA)以及光致发光(PL)等技术对AAO模板进行了系统研究.热失重分析结果表明,当温度低于402.2℃时,发生H2O、CO以及CO2分子的脱附以及掺杂草酸的分解,其中H2O的脱附为失重的主要原因;在402.2~866.7℃范围内,主要是草酸盐分解放出CO和CO2引起失重,CO为主要产物;碳酸盐以及残余的草酸盐的剧烈分解发生在866.7~1022.9℃范围内,主要放出CO2,并且引起大量失重.由热重结果及脱附产物中CO的摩尔比得到草酸根残余量随处理温度的变化趋势.最后,对模板PL强度、草酸根含量以及氧空位缺陷(F+)浓度三者随处理温度的变化趋势进行了关联,对AAO模板发光的原因进行了分析.