含氢体系水合物的相平衡实验研究.pdfVIP

中国工程热物理学会 工程热力学与能源利用 第十一届年会 编号 051034 含氢体系水合物的相平衡实验研究 梁德青’余国保 樊栓狮 李栋梁 杨向阳赵翔勇 (中国科学院广州能源研究所，广州，510640) Tel:020E-mail:Liangdq@ms.giec.ac.cn 摘要:氢能是最消洁的能源。氢仪的储运问题是全世界能源研究的热点和难题。本文利用PVT装置， 用压力有哪些信誉好的足球投注网站法，测定J氢气(或甲烷氨气混合仪体)一环戊烷一水体系、氢气 或〔甲烷氢气混合气体〕 一四氢毗喃一水以及混合气体一甲基环己烷一水体系的水合物相平衡数据，结果表明，有机液态烃的加入， 大大降低了氢气水合物的形成压力，为氢气的储运方面应用提供了理论苹础，实验对十实现其它的气 体如纵气、氮气、惰性气体的大规模储运也具有重要意义。 关键词 气体水合物;含氢体系:相.1r衡 1引言 气体的储运方式通常有:液化法、储气包法、高压法以及吸附法，液化法是将气体 进行液化储存的，液化后体积仅为原体积的1/625，但液化需要低温制冷，能耗高，维 护保养较困难，而且液化天然气建厂投资巨大，经济性差。储气包法是将犬然气压入低 压涂胶气袋进行储存的，压力低，但储气量少，使用寿命短，所以己基本淘汰。高压法 是将天然气高压压缩储存的，它的储气耸也人、气瓶寿命长，但投资也大，安全性较差。 吸附法是利用储存容器中填充的多孔吸附剂对犬然气高的吸附容量来增加天然气的储 气密度。但也需要专门的高储气能力的吸附剂，其发展也受到限制。而以大然气水合物 的方式储运天然气就是一种崭新的方式，它具有安全、高效、投资费用低、经济可靠等 优点。 在常规的实验条件 卜，氢气虽然本身不能形成水合物，但是氢气能够在其它人分子 的帮助 卜很少量的进入笼中。这方面的研究开始的很早[1-51。实际上这些研究均是用 于氢气的提纯。2004年，美国芝加哥大学Ho-KwangMao和WendyMao研究组在Science 上发表论文报道了氢气能够在压力200一300MPa温度为240一249K条件 卜合成氢气水 合物并且在77K时能够在一个大气压下保存6〔]。该型水合物的特点是氢气生成一种特 殊的sll结构的水合物，两个氢气分子以集束的形式进入小笼中，四个氢气分子同样以 集束的形式!，.据人笼，因此在该型水合物中，氢气的重V.能耸密度为5.3wt%[如图1], Low J.Florusse和E.DendySloan的课题组研究了氢气和四氢吠10j形成棍合水合物 的情况，四氢吠喃易溶于水，并且很容易形成水合物，因此可以用来降低氢气形成水合 物的压力.实验表明氢气能够以双分子的形式进入该 1水合物的小笼中同时能够以四分 子集团形式 i「据部分大笼，作者并且估算了该型水合物氢气的重量能量密度能够接近 4wt%[7-8]。 综上所述，尽管存在氢气储运存在多种力一式，井且仍有其它新的储运方式不断出现， 242 但总体上讲，不是成本过高就是安全问题难于解决，现阶段氢气的利用方法存在严重的 瓶颈制约，因此寻找新的贮备方式是氢能利用的重要方向。将氢气与有机液态经溶剂rte 合在较低的压力和温度 卜与水反应生成气体水合物，如果实现这种方式储存氢气，不仅 能大大降低储存氢气的成本，更能够增加氢气储运的安全系数，对于加速氢气在国民经 济各个领域的应用，有着重大的实际意义。 本文利用PVT装置，用压力有哪些信誉好的足球投注网站法。测定了氢气 (或甲烷氢气混合气体)一环戊 烷一水体系、氢气 (或甲烷氢气馄合气体)一四氢毗喃一水以及混合气体一甲基环己烷一水体 系的水合物相平衡数据，为氢气的储运方面应用寻找理论基础，通过分析实验结果，证 明氢气能够在辅助分子帮助 卜进入水合物笼中。实验对了实现其它的气体如氧气、氮气、 惰性气体的大规模储运也同样现实而重大的意义。 }班 } 瓢 娜