化工进展 ›› 2016, Vol. 35 ›› Issue (12): 3777-3782.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2016.12.007

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鼓泡器中环戊烷-甲烷-盐水体系水合物的生成动力学

吕秋楠1,2,3, 宋永臣1, 李小森2,3   

  1. 1 大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室, 辽宁 大连 116024;
    2 中国科学院广州能源研究所, 中国科学院天然气水合物重点实验室, 广东 广州 510640;
    3 中国科学院广州能源研究所, 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室, 广东 广州 510640
  • 收稿日期:2016-04-26 修回日期:2016-08-17 出版日期:2016-12-05 发布日期:2016-12-05
  • 通讯作者: 李小森,博士,研究员,博士生导师,主要从事天然气水合物方面的研究。E-mail:lixs@ms.giec.ac.cn。
  • 作者简介:吕秋楠(1982-)女,硕士,研究助理。
  • 基金资助:

    国家杰出青年科学基金(51225603)、国家自然科学基金(51506203)及国际科学合作计划(2015DFA61790)项目。

Formation kinetics of cyclopentane-methane hydrate in NaCl solution with a bubbling equipment

LÜ Qiunan1,2,3, SONG Yongchen1, LI Xiaosen2,3   

  1. 1 Key Laboratory of Ocean Energy Utilization and Energy Conservation of Ministry of Education, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China;
    2 Key Laboratory of Gas Hydrate, Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, Guangdong, China;
    3 Guangdong Key Laboratory of New and Renewable Energy Research and Development, Guangzhou 510640, Guangdong, China
  • Received:2016-04-26 Revised:2016-08-17 Online:2016-12-05 Published:2016-12-05

摘要: 采用鼓泡装置研究了盐水体系中环戊烷(CP)-甲烷水合物的生成动力学,分别考察了进气速率、温度、压力对水合物生成速率和进气速率对气体转化率的影响。结果显示,提高进气速率、压力,降低温度均可提高水合物生成速率。但进气速率对气体转化率有影响,进气速率过大,单位时间内进入到反应器内的气体过多,气体还未参与反应便被排出,导致气体转化率反而减小。通过观察到的实验现象,分析环戊烷-甲烷水合物的生成过程,认为水合物晶体首先在环戊烷-水界面生成,并逐步向内部气相生长,最后水合物壳破裂,气泡逸出。水合物逐渐生长成粒状,并不断聚集在一起。

关键词: 鼓泡, 环戊烷, 甲烷, 水合物, 动力学

Abstract: The formation kinetics of cyclo-pentane(CP)-methane hydrate in NaCl solution were studied using a bubbling equipment. The effect of gas-flow rate,temperature and pressure on the hydrate formation rate and the effect of gas-flow rate on the gas conversion rate were investigated. The results showed that increasing the gas-flow rate,pressure and decreasing the temperature could enhance the hydrate formation rate. But the gas-flow rate affected the gas conversion rate. If the gas-flow rate was too high,the gas entering the reactor was discharged before completing the reaction,which yielded the low gas conversion rate. The observation of the process of CP-CH4 hydrate found thatthe hydrate crystals first generated in the CP/water interface,then grew gradually in internal gas phase until the hydrate shell broke and the bubbles escaped.

Key words: bubble, cyclopentane, methane, hydrate, kinetics

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