天然气水合物快速合成系统研究

发布时间：2023-11-28 17:50

　　天然气水合物被认为是极具潜力的第四代新型替代能源,新发展的水合物技术在能源气储运、混合气分离、海水淡化等诸多领域均有着广泛的应用前景。目前水合物大量快速合成技术关键难题在于合成速度慢、储气密度低,无法实现规模化生产。鉴于此,本文以自行研制的水合物合成实验装置为基础,开展了静态体系和动态反应水合物合成规律特性实验研究,在此基础上设计了天然气水合物快速合成系统,以期探索水合物大样品快速合成方案。静态体系水合物合成实验主要研究了纯水及SDS作用下水合物合成过程。研究表明:7.35MPa,2.5℃条件下,纯水实验进行6天仅有少量水合物合成,釜体容积增大10倍诱导时间缩减至9.5h,增大气液接触面积能加快水合物合成;SDS对缩短水合物合成诱导时间,增大水合物生成速率均有显著作用,浓度0.216g/L时诱导时间为1293s,0.288g/L平均生长速率达到0.0112mL/s,最佳浓度范围为(0.216～0.432)g/L;与纯水实验相比,SDS增大了水合物的储气密度,但其浓度对水合物储气密度的影响并不显著。鼓泡实验过程分为三个部分:界面合成、液相返混及沿壁面后生长,研究了压力波动程度对诱导时间的...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 工程背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 合成机理研究
        1.2.2 快速合成技术研究
    1.3 研究目的及意义
    1.4 研究内容及创新点
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 创新点
    1.5 技术路线
第2章 水合物合成实验装置研制
    2.1 装置主要功能
    2.2 主要技术指标
    2.3 设计原理及其流程图
        2.3.1 封闭式水合物合成实验装置
        2.3.2 鼓泡式水合物合成实验装置
    2.4 装置主要构成
    2.5 实验过程参数
    2.6 本章小结
第3章 SDS作用水合物合成实验研究
    3.1 实验装置及原理
    3.2 实验材料及方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验方法
    3.3 实验内容及步骤
        3.3.1 实验内容
        3.3.2 实验步骤
    3.4 实验结果与分析
        3.4.1 诱导时间
        3.4.2 气体消耗量
        3.4.3 生成速率
        3.4.4 储气密度
    3.5 本章小结
第4章 鼓泡作用下水合物合成实验研究
    4.1 实验装置及原理
    4.2 实验材料及方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验方法
    4.3 实验步骤
    4.4 实验特征参数
    4.5 实验结果与分析
        4.5.1 鼓泡法水合物合成过程实验分析
        4.5.2 压力波动程度对诱导时间的影响
        4.5.3 鼓泡+SDS作用下水合物合成实验
    4.6 本章小结
第5章 水合物快速合成系统设计
    5.1 合成回路系统设计
        5.1.1 系统设计参数及功能
        5.1.2 系统回路流程设计
    5.2 实验流程设计
        5.2.1 抽真空
        5.2.2 气液循环
        5.2.3 稳压器调压
        5.2.4 降温及实验
        5.2.5 实验测量及后处理
    5.3 系统设备设计
        5.3.1 反应釜设计
        5.3.2 稳压器设计
        5.3.3 搅拌机构设计
        5.3.4 鼓泡器设计
        5.3.5 标准设备选型
    5.4 水合物储气密度测试
    5.5 工艺系统及设备布置
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果
附录



本文编号：3868633