气水体系甲烷水合物生成和分解动力学

发布时间：2024-11-02 01:25

　　 为进一步探明搅拌对甲烷水合物生成和分解动力学特性的影响,借助容积约为522mL,最高操作压力21MPa的高压全透明反应釜装置,开展了不同搅拌条件下甲烷水合物的生成、分解和浆液流动实验,得到了搅拌对水合物生成量、生长速率和分解速率的影响规律,基于搅拌电机扭矩值分析了不同搅拌速率下水合物浆液的流动特性。搅拌电机型号ViscoPakt Rheo-57,带有扭矩测量功能,测量最大范围57N·cm,精度±0.04N·cm。结果表明:在水合物开始快速生成的前期,水合物的最大生成量、最大生长速率及平稳生长速率都随搅拌速率的增大而增大,进一步验证了传质是控制水合物生成过程的首要因素;在水合物分解阶段,搅拌能提高水合物颗粒的分散性,促进分解气的运移产出;此外,不同搅拌速率下,水合物浆液的电机扭矩随着水合物体积分数的增大都呈现先保持平稳再逐渐增大最后剧烈波动的规律,由此得到了水合物浆液携带固相颗粒的临界体积分数。研究结论在一定程度上揭示了水合物的生长和分解机理,为动力学预测模型研究提供了参考。

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【部分图文】：

本文将搅拌作为一个关键因素，重点分析搅拌速率对水合物成核和生长过程的影响以及搅拌与否对水合物块分解的作用，同时分析不同搅拌速率下水合物浆液的流动特性。实验方法大致可以概括为：反应釜清洗干燥；反应单元注水密封置换掉空气；室温下通入纯度99.999%的甲烷气体升压；检查气密性；开启水....

图1高压全透明水合物反应釜外观图图3扭矩测量仪

图2高压全透明水合物反应釜流程图由于水合物生成后会引起搅拌扭矩增大，电机负荷增强，本实验中为了保护搅拌系统，设置了最大扭矩值15N·cm，实验过程中超过该值以后，搅拌自动停止。实验开始进入水合物分解阶段时，电机都是停止工作的，因而都没有搅拌作用。当分解进行到一定程度以后，可以手....

图4所示为诱导期和最大生成量随搅拌速率的变化，取值为表1中相同搅拌速率下各组实验结果的平均值。水合物开始生成时压力5.81～6.48MPa，温度0.8～3.9℃。诱导期随搅拌速率的变化趋势如图4所示，可以看出随着搅拌速率的增加，诱导期并没有表现出一定的变化趋势。这说明搅拌的扰动作....

本文编号：4008803