TBAB和CP双添加剂水合物法分离烟气中的CO_2

在四正丁基溴化铵(TBAB)和环戊烷(CP)双添加剂体系下进行了一级水合物法分离烟气中CO2的研究。对比了纯体系和双添加剂体系对水合物生成过程及分离效果的影响。获得了合适的操作条件(温度276.15 K,压力2.0～3.3 MPa)、初始液气比(0.78)、添加剂浓度(CP体积分数为0.6%)。在合适条件下,双添加剂体系相比纯TBAB体系水合过程的载气量达至1.5～2.0倍,剩余气相中CO2摩尔分数由17%降至7%,去除率由40%～50%上升到60%～70%。实验表明,双添加剂体系在水合物法CO2分离技术的分离效果及节能方面存在潜力,为工业化水合物法净化烟气提供了参考和标准。

CO_2水合物法淡化海水影响因素的实验研究

实验探究了CO2水合物法淡化海水的影响因素。在模拟海水的盐水溶液中进行水合物反应,分解后测出溶液前后盐度的变化,分析了压力、温度以及溶液的盐度等因素对淡化效果的影响。由结果分析可知,水合物分解后的水溶液盐度有一定降低,采用CO2水合物法可以实现海水淡化的目的,温度越低,压力越高,淡化效果越好,CO2水合淡化合适压力在4～5 MPa,合适温度2～3℃,可以逐级对海水盐溶液进行水合淡化,以达到要求的淡化效果,用合理的淡化流程来达到好的淡化效益。

天然气储运新技术——水合物法储运

天然气水合物 (NaturalGasHydrates简称NGH) ,是在一定条件下由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质 (可燃冰 )。天然气中的主要成份甲烷在 0℃、 2 78MPa时形成NGH ;1 0℃、 3 5MPa下也可形成NGH。在天然气中混入重组份 (丁烷以下 )形成不同相对密度的混合物可以降低NGH的形成压力。在 - 3 9～ 4 4℃、 5～ 6个大气压下 ,天然气与C3 ～C5烷烃混合可生成水合物。丙烷能有效降低NGH的形成平衡压力 ,乙烷的降低程度低一些 ,天然气中加入 5%的乙烷和 2 %的丙烷可以降低平衡压力约 1 1 5MPa。

水合物法捕集烟气中CO_2的新拟合热力学模型

水合物法捕集烟气中的CO_2具有能耗低、操作简便和有利于后续CO_2储存利用的优点,为了降低多级水合反应累计的总误差,建立准确的热力学模型就显得尤为重要。为此,基于vdW-P+CPA模型,考虑了CO_2与H_2O之间的相互缔合作用,重新拟合了热力学模型中的参数。首先将H_2O与CO_2的能量参数α^(0.5)分别拟合为[1-(T/Tc)^(0.5)]的三次函数与一次函数,然后基于与温度相关的二元交互作用参数(k_(ij)),将vdW-P模型中Langmuir吸收系数的计算参数重新拟合。研究结果表明:①新拟合的热力学模型在预测饱和液相密度时,H_2O与CO_2的平均绝对误差分别由1.84%降至0.08%、由4.06%降至2.09%;②在预测纯CO_2与纯N_2生成水合物的相平衡压力时,平均绝对误差分别为0.86%与0.82%;③在计算不同组成烟气生成水合物的相平衡条件时,平均绝对误差由15.16%降至5.02%。结论认为,新拟合的热力学模型准确度较高,一定程度上降低了多级水合反应的总累计误差,为水合物法捕集烟气中CO_2的实际应用提供了参考。

水合物法平衡级分离CO2/N2流程模拟分析

化石燃料燃烧排放烟气中CO2的量占CO2总排放量的75%,为了缓解CO2导致的全球温室效应,需将CO2/N2中的CO2分离出来。水合物法分离是一种高效、低能耗的CO2/N2分离技术。本文研究了水合物法平衡级分离CO2/N2过程中,进料CO2体积分数、反应条件与反应特性三者间的关系,利用CPA-SRK方程+Chen-Guo模型对其进行平衡级分离流程模拟分析。经计算发现,进料干基CO2体积分数对水合物法分离CO2/N2工艺的反应压力、平衡级级数均有较大影响。随着体积分数的增加,反应压力呈减小趋势,减小幅度随体积分数增加而减小,当进料CO2体积分数小于20%时,压力下降较快,当体积分数大于50%时,压力降低幅度变小。温度为277K时,CO2体积分数小于10%时,需四个水合物平衡级分离才能得到满足要求的气样;当体积分数为10%~20%时,需三个水合物平衡级分离;体积分数大于30%时为两个水合物平衡级分离。温度对水合分离的反应压力有较大影响,但对所需平衡级分离级数的影响并不大。随着温度的升高,水合反应压力呈增加趋势,增加幅度随进料干基CO2体积分数的增加而降低。针对所研究气样,在不同温度下,均需三个水合物平衡级分离才能达到工艺要求。

水合物法分离CO_(2)工艺研究进展

随着温室效应加剧,CO_(2)减排行动已迫在眉睫。水合物法分离CO_(2)工艺作为一种发展前景广阔的新型CO_(2)分离技术,为CO_(2)减排提供了一种解决思路。水合物法分离CO_(2)工艺相比于化学吸收、物理吸附、深冷分离和膜分离等技术具有分离效率高、过程简单无副产物、条件温和的优势,为减缓CO_(2)排放增加对环境造成的影响提供了一个中短期解决方案,以此为前提将允许人类继续使用化石燃料直至可再生能源技术广泛应用。本文综合分析了国内外的相关文献,介绍了水合物法分离CO_(2)工艺的基本原理,并比较了水合物法分离CO_(2)不同工艺的优劣之处,为进一步优化水合物法分离CO_(2)工艺提供指导。

水合物法天然气脱酸的影响因素

为了促进水合物法分离CO2在天然气脱酸工艺中的应用,以CH4+CO2混合气为例,采用CO2分离率、CH4损失率及分离因子作为水合物法脱酸的评价指标,利用自主设计的水合物法气体分离实验装置考察了初始压力、操作温度、四氢呋喃(THF)及实验用水量对水合物法分离CH4+CO2混合气的影响。结果表明,随初始压力增大和操作温度降低,平衡时气相CO2浓度降低,CO2分离率和CH4损失率同时增大,分离因子小幅减小;随THF浓度增大,平衡时气相CO2浓度增加,在THF摩尔分数为1.0%时,体系具有较大的CO2分离率和分离因子,较低的CH4损失率;随实验用水量增加,平衡时气相CO2浓度降低,CO2分离率增大,CH4损失率减小,分离因子增大。综合分析,可通过提高初始压力、降低操作温度、增加实验用水量,并添加摩尔分数1.0%THF来促进水合物生成,提高分离效率。

水合物法烟气中CO2的分离技术通过验收

由中科院广州能源研究所李小森研究员承担的863计划先进能源技术领域洁净煤技术专题探索导向课题“水合物法烟气中CO2的分离技术”通过验收。

水合物法分离技术的研究进展

文章综述了利用水合物法在溶液浓缩和混合物分离两个领域的研究进展。水合物法在二氧化碳捕集、混合气体分离、油样分离等工艺中具有应用价值。对于混合气体的分离,与传统的分离工艺相比,此技术具有处理能力大、分离效率高和气体连续分离等优点。水合物法分离技术存在着水合物生成速度缓慢等问题。在今后研究的主要方向是寻找更安全、更有效的促进剂,确定最佳操作条件,探索水合物形成的动力学机制。

水合物法气体分离技术的研究

本文主要介绍了水合物的概念,水合物分离法的应用,水合物法分离气体的研究进展,水合物法分离混合气体的基本原理以及水合物法分离气体的优缺点。

水合物法分离炼厂气技术初探

石油化工企业在生产过程中,例如催化裂化装置、加氢裂化装置等,会产生较多的炼厂气。这种炼厂气中含有较多的轻烃和氢气,而轻烃等一般可以提纯作为其他原料使用,氢气也可用作去除原油中的硫组分。但现有装置在运行过程中,通常将炼厂气送至瓦斯管网作为燃气或送至火炬管网,进行燃烧处理,这些处理措施往往造成了资源浪费。随着石油化工企业规模的不断增大,产生的炼厂气急速增长,利用水合物法对炼厂气进行分离,合理回收利用其中的氢气和轻烃等高附加值组分,对于石油化工企业减少原油加工成本、提升经济效益有着重要的意义。

水合物法在海水淡化技术上的应用优势

目前主流的海水淡化方法包括多级闪蒸、多效蒸发、反渗透、膜蒸馏等,但这些方法存在成本高、能耗大、结垢情况严重的缺点。因此,改进原有的海水淡化技术,发展更加环保、节能、高效的新型海水淡化技术一直是研究重点。水合物法作为一种新型的海水淡化技术应运而生。针对水合物法在海水淡化技术应用中的优势进行了阐述,以期为日后相关工作提供借鉴和参考。

水合物法低温封存CO_(2)技术及生成动力学研究进展

基于气体水合物技术低温封存CO_(2)是目前最具前景的CO_(2)封存技术之一,该技术对于实现国家双碳战略目标具有积极意义。通过介绍典型水合物结构的详细信息,从水合物法封存CO_(2)技术、纯水与多孔介质体系CO_(2)水合物生成动力学方面进行详细综述,分析了水合物生成过程中诱导时间、生成速率、水合物饱和度等参数的规律,以及CO_(2)水合物生成机理和生成动力学特性实验研究进展。提出了现阶段CO_(2)水合物生成动力学研究的关键问题应从考虑CO_(2)水合物生成空间差异性等方面进行突破的建议。研究结论可以为水合物法封存CO_(2)技术的工程应用提供理论指导和技术支持。

气体水合物快速生成强化技术与方法研究进展

水合物技术可应用于天然气储运、污水处理、海水淡化、混合气体分离、水溶液浓缩以及水合物蓄冷等领域,而该技术成功应用的关键在于如何强化水合物快速生成。本文介绍了水合物的生成机理,综述了气体水合物快速生成强化技术与方法研究进展,分析了各自的优缺点,并对气体水合物快速生成技术进行了展望。

整体煤气化联合循环合成气水合物法分离CO_2的分子动力学模拟

利用分子动力学(MD)模拟方法研究整体煤气化联合循环(IGCC)合成气(CO2/H2)水合物法分离CO2的分离机理,系统研究了CO2水合物、H2水合物以及合成气水合物法一级分离所得CO2/H2混合气体水合物的微观结构及性质.模拟分析n个CO2或H2与水合物笼状结构的整体结合能ΔEn,得出CO2比H2与笼状结构结合更稳定,易形成水合物.因此,CO2/H2混合气体中CO2更易进入水合物中,从而达到IGCC合成气中CO2分离效果.模拟分析气体水合物(GH)中CO2,H2与单胞腔的结合能ΔEGH,得出采用合成气水合物法分离CO2形成结构Ⅰ型(SⅠ)水合物,CO2首先占据大胞腔,其次占据小胞腔,H2只能占据小胞腔.同时模拟温度为273.7K和压力为8.5MPa条件下一级分离所得CO2/H2混合气体水合物构象,分析H2单占据和双占据SⅠ水合物小胞腔的ΔEn和ΔEGH,结果表明H2单占据稳定.通过MD模拟得出一级分离稳定水合物构象,为IGCC合成气水合物法分离CO2提供了理论指导.

冷冻水合物法储存天然气

在疑固温度和大气压下诸存天然气水合物的实验室研究表明：天然气水合物是在0～20℃温度和2～6MPa压力的条件下在搅拌容器中制成的，这种水合物被冷冻和储存在－5℃、－10℃和－18℃的冷库中达10天。天然气水合物在大气压下保持冻结时仍然是稳定的。

一种用水合物常压储存乙烯的方法

该发明公开了一种用水合物常压储存乙烯的方法，其实现步骤至少包括：首先，在温度3—10℃，压力2-4MPa的条件下生成乙烯水合物；接着，在反应压力下将水合物冷却到-5℃以下并维持乙烯和水合物接触，使乙烯在水合物内产生毛细冷凝，进一步提高储气密度；然后将残余气体排除，使系统压力降至常压，或略高于常压；最后，在-10．0℃以下的环境里储存乙烯水合物。采用该发明所述方法可提高单位体积水合物储存乙烯的量及储存密度，提高储存和运输的安全性并减少了能量消耗；该发明利用水合物法能够获得较好的乙烯储存效果，并且储存条件要比常规方法优越得多，降低了相关工艺的能耗，保证了该发明自身的安全性和有效性。

水合物储运天然气技术的研究进展

天然气作为一种清洁能源 ,其水合物的发现虽已有很长的历史 ,但一直局限在防止和抑制水合物的生成研究上 ,水合物具有独特的结晶笼状结构 ,1m3 水合物可以包络 15 0～ 2 0 0m3 天然气。用水合物作为天然气储运的新方法 ,具有安全可靠、费用低的优势 ,可以替代天然气储运的常规方法 :管道法和液化天然气法 ,特别适用于海上及陆地偏远小气田的开发 ,引起了科学家的重视。文章介绍了水合物法储运的可行性及近期挪威、美国在该技术研究上取得的一些进展和两种典型的流程 。

天然气水合物技术在储运中的应用

天然气水合物是一种结晶状固态简单化合物。在标准状态下1m3的水合物所携带的天然气量常达150～170m3,其巨大的储气能力和相对"温和"的储气条件受到人们的极大重视。同时通过对水合物和液化天然气等系列技术的分析和经济比较,指出水合物法储运天然气在技术上可行并且在经济上能降低天然气储运的费用。但天然气水合物技术离实际应用尚有差距,需要进一步深入研究。

HCFC-141b水合物海水淡化试验研究

首先介绍了海水淡化方法以及水合物法海水淡化的发展,接下来初步试验探究了HCFC-141b在盐水中生成水合物的实验,测出盐水溶液在水合物生成前后盐度的变化,由结果分析可知采用水合物的生成和分解可以实现海水淡化的目的。最后提出水合物法海水淡化目前存在的问题以及对工质要求、对试验装置的改进建议。