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基于干水的水合物储气实验研究

邱传宝

  利用水合物储存和运输气体,是一种安全经济的方法。然而气体水合物的生成速率慢、储气量低制约着水合物储运技术的发展。本文将干水(DW)用于水合物储气中,以提高水合物的生成速率和储气量。 干水(DW)是一种以水为主要成分,通过纳米级疏水性颗粒包裹形成的具有良好分散性的功能材料。本文利用搅拌器通过高速剪切的方法制备了传统干水(TDW)、结冷胶干水(GGDW)、复配干水(CDW),用显微镜观察了其微观形貌;采用降温-升温法对制备出的干水进行了循环冷冻实验,考察了干水的冷冻特性;采用自行搭建的水合物储气实验平台,应用定容法进行了基于干水的水合物储甲烷、二氧化碳以及分离N_2/CO_2混合气实验。 显微观察发现,TDW、GGDW、CDW的结构、粒径、形状略有不同。TDW是疏水性气相二氧化硅包裹小水滴而成,粒径在5~20μm之间,颗粒呈球形,该结构稳定性较差,经过一次循环冷冻实验后结构即被破坏。GGDW、CDW是疏水性气相二氧化硅包裹吸水后的结冷胶或人造雪而成,GGDW的粒径在10~150μm之间,颗粒呈长条状。CDW粒径在10~100μm之间,颗粒呈长条状、饱满的椭球状等不规则性形状。此两种干水结构稳定性较好,GGDW经过三次循环冷冻实验,仅有轻微凝结现象;CDW经过三次冷冻结构未发生明显变化。 TDW、GGDW、CDW都能有效提高甲烷或二氧化碳水合物的生成速率和储气量。在本实验条件下,TDW、GGDW、CDW的储甲烷或二氧化碳量都随循环次数的增加呈逐渐下降的趋势。循环储气实验后,TDW结构完全被破坏,呈现浆糊状,可循环利用性差;GGDW出现结块现象,CDW基本能够保持稳定。 TDW、GGDW、CDW都能够提高水合物法分离N_2/CO_2混合气的生成速率和储气量。基于干水的水合物法分离N_2/CO_2混合气对CO_2的选择性较好。……   
[关键词]:水合物;储气;干水;甲烷;二氧化碳;N_2/CO_2混合气
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华南理工大学2011年