面向油水分离的无机膜制备及应用进展

膜技术是处理含油污水及含水油液的有效分离方法。无机膜材料由于可调变的表面性质和良好的稳定性,即使在苛刻的条件下,在分离油水方面表现出优异的分离性能。本文首先阐述了设计与制备油水分离膜的理论基础,包括分离过程中压力驱动力和膜表面特性对膜通量和选择性的影响;然后综述了当前国内外用于油水分离的无机膜的制备及其应用进展,重点介绍分子筛膜、金属氧化物/金属氢氧化物膜和氧化石墨烯膜等的研究,分析了在不同油水混合物中研究者们调控无机膜表面性能的策略,提出膜表面润湿性和膜结构是提高膜分离效率和抗污染性的关键;最后指出抵制含大量表面活性剂、碱液及有机聚合物种的乳化油对膜造成污染,是无机膜亟需解决的问题,并展望了无机膜在分离油水方面的发展方向。     

韩国天然气水合物研究开发思路及对我国的启示

天然气水合物已是国际能源界公认的21世纪接替石油天然气的新能源。美国、加拿大、日本等发达国家都非常注重天然气水合物的开发研究,而韩国、中国、印度的研究工作起步相对较晚。但韩国在2005年就成立了国家天然气水合物研究机构,制定了国家天然气水合物10年研究计划,该计划的总体目标是到2015年为止．发展天然气水合物开采知识,并开发出在Ulleung盆地商业开采水合物技术。我国对天然气水合物也做了大量的研究工作,但到目前为止还没有一个确切的水合物开发路线图。与韩国相比,我国在水合物研究方面存在研究工作相对薄弱、技术装备有待提高、具体规划不够、研究力量分散等差距,最大的差距在于没有围家性的天然气水合物研究机构。借鉴韩国的研究开发思路,建议我国应尽快成立国家天然气水合物研究机构,并制定国家天然气水合物研究计划。     

多孔材料中甲烷水合物生成的传热数值模拟研究

水合物储运(NGH)是近几年发展起来的天然气储运技术,已具备实现工业化的潜力。但水合物的生长是传质传热控制的反应,因此在放大实验中存在诸多不确定因素。针对该问题,对水合物反应器中多孔材料内甲烷水合物生成传热过程建立了基于化学反应动力学和多孔材料内传质传热的甲烷水合物生成传热数学模型,可用于计算反应器内水合物生成分布和热量分布,指导水合反应器的设计和优化。通过模拟与实验数据对比验证了该模型的可靠性,并对使用了不同热导率填料的水合反应过程进行数值模拟。结果显示,模拟值与实验值的绝对平均相对误差小于6%,生成传热模型准确性高;在水合反应过程中,热量传递是影响水合物生成速率的关键因素之一。导热不良时,易在水合物生成中心部分形成局部过热,对水合物生长造成热抑制。在进行水合物生成放大实验时,应特别注意反应器内部的热量控制。     

稠油氧化燃烧动力学研究

稠油不同于常规原油,高黏度和高凝固点特性使其难于用常规方法开采,火烧油层是有效的热力开采方法之一。利用TG-DSC技术研究稠油氧化燃烧过程,对其质量、热量变化和动力学进行分析。研究发现,稠油在有氧氛围中受热主要发生氧化燃烧反应,在510℃可完全反应。反应过程分为三段,包括低温氧化(LTO)、燃料沉积(FD)和燃烧,其中燃烧又分为低温燃烧(LTC)和高温燃烧(HTC)。     

环戊烷/水乳化液水合法捕获烟道气中CO_2(英文)

Capture of CO2 by hydrate is one of the attractive technologies for reducing greenhouse effect.The primary challenges are the large energy consumption,low hydrate formation rate and separation efficiency.This work presents a new method for capture of CO2 from simulated flue gasCO2(16.60%,by mole) /N2 binary mixture by formation of cyclopentane(CP) hydrates at initial temperature of 8.1°C with the feed pressures from 2.49 to 3.95 MPa.The effect of cyclopentane and cyclopentane/water emulsion on the hydrate formation rate and CO2 separation efficiency was studied in a 1000 ml stirred reactor.The results showed the hydrate formation rate could be increased remarkably with cyclopentane/water emulsion.CO2 could be enriched to 43.97%(by mole) and 35.29%(by mole) from simulated flue gas with cyclopentane and cyclopentane/water(O/W) emulsion,respectively,by one stage hydrate separation under low feed pressure.CO2 separation factor with cyclopentane was 6.18,higher than that with cyclopentane/water emulsion(4.01) ,in the range of the feed pressure.The results demonstrated that cyclopentane/water emulsion is a good additive for efficient hydrate capture of CO2.     

煅烧温度对铁泥干法制备氧化铁颜料性能的影响

本文通过X射线衍射分析(XRD)及产物的色差分析,研究了干法处理铁泥制备氧化铁颜料中煅烧温度对产品性能的影响。结果表明煅烧温度是干法制备氧化铁颜料的一个重要因素。煅烧温度低于700℃,氧化铁晶相不纯,颜色较浅;煅烧温度为800℃产品晶相为α Fe2O3;温度超过900℃产品晶相基本无变化,颜色加深。     

天然气水合物奇异自保护效应研究发展及其应用

采用水合物法进行天然气储运是目前国内外正着力开发的一种新型天然气储运技术,水合物在不同温度压力条件下的稳定性及其分解特性是该技术应用发展的重要基础。奇异自保护效应的存在表明水合物在特定的低温温区内具有良好的稳定性,这也为开展水合物法储运天然气提供了有力的理论和试验依据。综述了气体水合物自保护效应的研究历史及其应用于天然气储运的工程应用,指出了自保护效应研究中依然存在的困惑及发展水合物法储运天然气技术所面临的挑战。     

发电厂烟气开采天然气水合物过程能效模拟

利用发电厂烟道气(以下简称烟气,主要成分为CO_2与N_2)开采天然气水合物(以下简称水合物)是一种安全、环保的方法,但目前对于该开采方法的能耗及能效情况仍缺乏深入的研究。为此,建立了一种烟气开采水合物的流程:烟气通过增压注入到水合物储层,储层中的水合物一部分发生热分解,另一部分与烟气置换得到CH_4-CO_2-N_2混合气,再经膜组件分离除去N_2得到提浓后的CH_4-CO_2混合气,最后将CH_4-CO_2混合气输送至原发电厂发电。进而采用Aspen Plus软件对这一过程进行了模拟,分析了不同注入压力下烟气置换过程的采注比、置换采出CH_4的比例以及整个过程的能耗与能效。结果表明:(1)烟气开采水合物过程的主要能耗在增压注入阶段,注入压力的增加会导致增压阶段与膜分离阶段的能耗相应增加,但在一定程度上也可提高压力能回收率;(2)注入压力在5~16 MPa条件下,烟气置换过程的采注比为0.03~0.26,置换采出CH_4的比例为19.9%~56.2%,烟气开采水合物全过程的单位能耗为2.15~1.05(k W·h)/kgCH_4,能源投入回报值(EROI)介于7.2~14.7。结论认为:在5~10 MPa范围内增加注入压力可有效地提高烟气开采水合物过程的能效。     

多孔材料中甲烷水合物生成的传热数值模拟研究

水合物储运(NGH)是近几年发展起来的天然气储运技术,已具备实现工业化的潜力。但水合物的生长是传质传热控制的反应,因此在放大实验中存在诸多不确定因素。针对该问题,对水合物反应器中多孔材料内甲烷水合物生成传热过程建立了基于化学反应动力学和多孔材料内传质传热的甲烷水合物生成传热数学模型,可用于计算反应器内水合物生成分布和热量分布,指导水合反应器的设计和优化。通过模拟与实验数据对比验证了该模型的可靠性,并对使用了不同热导率填料的水合反应过程进行数值模拟。结果显示,模拟值与实验值的绝对平均相对误差小于6%,生成传热模型准确性高;在水合反应过程中,热量传递是影响水合物生成速率的关键因素之一。导热不良时,易在水合物生成中心部分形成局部过热,对水合物生长造成热抑制。在进行水合物生成放大实验时,应特别注意反应器内部的热量控制。     

天然气水合物开采的全生命周期分析

介绍了天然气水合物(NGH)的成因和矿藏特点,运用生命周期评价(LCA)和生命周期成本分析(LCC)两大方法,分别对海洋NGH开采的环境效应和经济效益进行了系统分析,并与天然气(NG)开采进行对比。结果表明,NGH开采排放的酸性气体接近零,温室气体排放也比较少,全生命周期成本比NG开采低。降低开采和管道的泄漏可以使环境性能更好,开采技术的进步可以使经济可行性更高。NGH的合理开采利用可以获得巨大的经济效益且不会对环境造成危害,有助于解决目前的能源危机。