• / 4
  • 下载费用:1 下载币  

CO_2_N_2_TBAB和CO_2_N_2_THF体系的水合物平衡生成条件

关 键 词:
CO_2_N_2_TBAB CO_2_N_2_THF 体系 水合物 平衡 生成 条件
资源描述:
第 9 卷第 3 期 过 程 工 程 学 报 Vo l . 9 N o . 3 2009 年 6 月 009 收稿日期: 2008−11−14, 修回日期: 2009−02−26 基金项目: 国家自然科学基金资助项目 (编号: 20676133, 20773133);国家高技术研究发展计划 (863)基金资助项目 (编号: 2006中国科学院重大科研装备基金资助项目 (编号: 中国科学院知识创新工程重要方向基金资助项目 (编号: 作者简介: 鲁涛 (1984−),男,陕西省渭南市人,硕士研究生,热能工程专业;李小森,通讯联系人, 2− 2−系的水合物平衡生成条件 鲁 涛, 张 郁, 李小森, 陈朝阳, 颜克凤 (中国科学院广州能源研究所广州天然气水合物中心,可再生能源与天然气水合物重点实验室,广东 广州 510640) 摘 要: 利用等温压力搜索法测定了 2− 2−系的水合物平衡生成压力 . 度范围为 . 结果表明, 可作为添加剂有效降低气体水合物的平衡生成压力 . 在较低的药剂浓度下, 2−水合物平衡生成压力低于 2−系 . 在较高的浓度下,两种体系的水合物平衡生成压力没有明显差别 . 关键词 :水合物平衡生成压力; 氧化碳;氮气 中图分类号: 文献标识码: A 文章编号: 1009−606X(2009)03−0541−041 前 言 全球变暖的现实正在不断地向人们敲响警钟, 而温室效应的最大元凶为 炭发电燃烧后烟气中将排放出大量的 因此, 减排电厂的 运输与处理 (包括储存与转化 )3个方面,而作为核心技术的分离回收技术能耗最高,经济性最差,因此成为 传统上分离含 冷分离、变压吸附与膜分离等,各种分离方法各有优缺点和适用领域,但普遍存在 本高的缺陷[1],因此,发展全新的高效 水合物法分离气体混合物是在多年水合物相关实验研究的基础上提出的一种全新技术 . 气体水合物是由合适的小分子气体与水在一定的温度、压力条件下形成的一种非计量型笼型化合物, 1 体积的水合物最多可含 184 体积气体[2]. 2混合气是电厂烟气的主要组成部分, ,4]提出了利用水合物法从混合气中分离 与传统的分离方法相比, 水合物分离技术在电厂烟气中 一,水合物分离技术在 0℃以上进行,可节约大量制冷所需的能量;第二,水合物法分离得到的气体压力高,分离前后压差小,可节约气体增压所需的能量; 第三, 水合物分解后的纯水可循环利用,整个过程理论上没有原料损失,工艺流程也相对简单 . 水合物分离技术作为新型分离手段具有广阔的应用前景 . 水合物法分离烟气中 主要确定水合物的平衡条件 (温压条件 ),主要问题在于烟气的平衡压力较高 . 需要合适的促进剂参与水合物晶体结构建设,降低水合物相平衡压力,以减少水合物分离烟气所消耗的能量 . 纯 2水合物的相平衡研究较成熟,其相平衡条件主要取决于 2混合气的相对浓度 . 电厂烟气中的 5%∼20%(生成水合物的相平衡压力较高,如 下的相平衡压力分别为 ]. 四丁基溴化铵 (四氢呋喃 (作为添加剂有效降低水合物的生成压力[6−8]. [9]以 添加剂进行了 测定了含 气体水合物的平衡生成压力 . 实验中,首先在一定温度压力下生成水合物, 之后体系的温度以 ,第 1 与第 3 阶段没有水合物分解,体系的压力升高非常缓慢 . 第 2 阶段对应水合物分解平衡曲线,水合物的相平衡条件可根据曲线得出 . 他们测量了 度下, 2水合物平衡生成压力 . 实验的温度范围为 , 压力范围为 相对 [10]采用的压力搜索法需要使水合物保持稳定 4∼5 h, [9]采用的升温速度太快,体系的温度、压力可能并未达到稳定,实验结果并不可靠 . ]研究了不同浓度的 2水合物平衡生成压力,混合气的 7%和 70%( 度为 1%与 3%(实验温度542 过 程 工 程 学 报 第 9 卷 ,压力 验采用等温压力搜索法 . 可以看出,对 2−2−系水合物相平衡的研究还较少,测量的 度较少,范围窄,实验方法各不相同,可能会对实验结果造成影响,并且没有 2水合物生成的促进效果的比较 . 本工作利用等温压力搜索法测定了 2−2−系的水合物平衡生成压力,并对种物质对 2水合物生成的促进作用进行了比较 . 另外, 还测定了不含化学药剂的 2水合物的平衡生成压力 . 2 实 验 验原料 2混合气 (佛山豪文气体有限公司 ), 度 天津科密欧化学试剂有限公司 ), 度 国药集团化学试剂有限公司 ),去离子水用 纯水机 (南京易普易达科技发展有限公司 )制取 . 验装置 图 1 为实验装置示意图, 实验系统的主要组成模块有供液模块、稳压供气模块、反应釜、环境模拟模块和数据采集模块 . 供液模块主要包括电子天平和平流泵,电子天平为 ,量程 2200 g,测量精度 g,精确测量注入反应釜的液体质量;平流泵为北京卫星制造厂制造的 2平流泵,流量范围0∼mL/力范围 0∼20 稳压供气模块包括气瓶、压力调节阀、稳压器 . 反应釜材质为不锈钢,耐压 20 侧安装可视窗口,底部安装活塞,可改变反应釜容积, 最大容积为 416 反应釜内有温度传感器和压力传感器,分别实时记录容器内温度、压力 . 其中,温度传感器为 电阻,精度范围 ± 压力传感器量程为 20 精度 ± 反应釜安装在恒温水浴中,水浴的控温精度为 ± 反应釜中的溶液通过磁力搅拌器搅拌, 搅拌速度在 0∼1000 r/ 实验系统图 of 验方法 实验采用等温压力搜索法[10]. 首先将反应釜用去离子水清洗 3 遍,去除杂质并烘干 . 向反应釜中注入约200 液,达到观察窗一半的位置,以方便实验中进行观察 . 安装好反应釜后,用实验气体冲洗实验装置 4∼5 次,确保没有空气残留 . 设定水浴温度到实验温度,进行 验时,温度高于生成纯合物的温度 (纯 合物的生成温度由文献 [11]给出 ). 温度稳定后,向反应釜中注入气体到预测的水合物平衡生成压力以上 1 右,并开始搅拌 . 当反应釜中出现少量水合物时,通过移动反应釜底部的活塞改变反应釜体积降低压力,使水合物完全分解 . 每组实验均重复生成、分解 3 次以消除滞后效应 . 然后将反应釜压力增加到预测的平衡生成压力以上 有微量水合物生成时将压力迅速下降到预测的平衡生成压力,保持 5 h,如果反釜中仍有水合物存在,且温度和压力保持稳定,则反应釜中的压力、温度可看成该体系的平衡生成条件 . 如果没有水合物存在,说明压力低于平衡生成压力,则提高预测的平衡生成压力,重复上面的实验步骤,直到有少量水合物存在并能保持5 h 以上 . 第 3期 鲁涛等: 2−2− 543 3 结果与讨论 在混合气实验开始前, 首先测定了 验温度 ,实验结果与[12]的结果进行比较,见图 2. 可以看出,本实验结果与文献 [12]的结果非常吻合,说明本实验结 图 2 二氧化碳水合物平衡生成条件 真实可信 . 实验测量了 2− 2−系的水合物平衡生成条件,另外还测量了 2混合气体水合物的平衡生成压力 . 实验条件见表 1∼3,结果见图 3∼5. 从图 3 可以看出 2混合气体水合物的平衡生成压力非常高, 而 有效降低水合物的平衡生成压力, 在相同的温度下, 水合物的平衡生成压力随 当浓度由 高到 ,水合物的平衡生成压力降低较大,浓度继续升高水合物的平衡生成压力降低幅度很小 . 从图 4 可看出, 显著降低 2混合气体水合物的平衡生成压力 . 与 2−系相同,在相同的温度下,随 度增加,水合物的平衡生成压力降低,当 度由 加到 表 1 − 2 (K) p ( 2 −系水合物平衡生成条件 2−(%, T (K) p ((%, T (K) p (%, (K) p (%, T (K) p ( 3 −系水合物平衡生成条件 2−%, T (K) p (%, T (K) p (%, (K) p (%, T (K) p ( 3 2−系水合物平衡生成条件 图 4 2−系水合物平衡生成条件 2− 2−et 12]p( (K)%, 2p( (K) (K)%, 0 2544 过 程 工 程 学 报 第 9 卷 (,水合物生成压力下降较大,高到 ,水合物的平衡生成压力下降很小 . 度为 的平衡生成压力非常接近 . 2水合物平衡生成压力的影响如图 5 所示,可见在较低的相同浓度、相同温度下,2−系水合物平衡生成压力低于2−系,但随浓度升高,当 2 种药剂的浓度为 , 2−系与 2− 图 5 2−2−2−2− 结 论 实验研究了 2− 2−系水合物平衡生成压力,结果表明 能显著降低 2水合物平衡生成压力,在一定温度下,水合物平衡生成压力随 度升高而降低,当 度达到一定值时, 再继续增加浓度,水合物生成压力变化很小 . 在较低的相同浓度、相同温度下, 2−系水合物平衡生成压力低于2−系,但在较高浓度时, 2 种体系的水合物平衡生成压力没有明显区别 . 参考文献: [1] , . A J]. 2005, 40: 321−348. [2] D. M]. 1998. 19. [3] F. a P]. 5700311, 1997−11−23. [4] F. a P]. 6106595, 2000−08−22. [5] P, , S, et of J]. 2001, 185: 101−109. [6] , , , et 2+J]. J. 2006, 51: 1884−1886. [7] , , , et J]. 2005, 19: 1717−1722. [8] , , , et 2+2+J]. 2006, 61: 7884−7888. [9] H, , M. A J]. 2007, 48: 1313−1322. [10] , T. J]. 1994, 92: 271−288. [11] , , , et J]. 2005, 234: 131−135. [12] , J, D. J]. J. 1991, 36: 68−71. in 2−2−U u, 10640, of 216by HF of as in Pa . 2−2−2at 2−2−at of of %, %, (K)
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:CO_2_N_2_TBAB和CO_2_N_2_THF体系的水合物平衡生成条件
链接地址:http://www.oilwenku.com/p-53127.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开