蒸餾水和自來水中懸浮氣泡表面天然氣水合物生長特性的實(shí)驗(yàn)研究

謝育博，劉道平，楊亮，楊夢(mèng)

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蒸餾水和自來水中懸浮氣泡表面天然氣水合物生長特性的實(shí)驗(yàn)研究

謝育博，劉道平，楊亮，楊夢(mèng)

（上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院新能源科學(xué)與工程研究所；上海理工大學(xué)流動(dòng)控制與仿真重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200093）

在275.2K條件下開展了靜止懸浮氣泡表面形成天然氣水合物的可視化實(shí)驗(yàn)研究，分析探討了水中雜質(zhì)對(duì)天然氣水合物的成核時(shí)間、生長時(shí)間和生長形態(tài)的影響。研究結(jié)果表明：蒸餾水和自來水對(duì)水合物的成核時(shí)間和生長時(shí)間影響不大，但是在蒸餾水中的懸浮氣泡表面形成的水合物膜表面比較光滑致密，且易出現(xiàn)裂縫并重新生成水合物晶體；在自來水中由于雜質(zhì)離子的存在，氣泡表面水合物膜有許多窟窿無法生成水合物；添加表面活性劑的水溶液能顯著縮短懸浮氣泡表面形成水合物的成核時(shí)間和生長時(shí)間，提高了水合物的生成速率，且對(duì)水合物的生長形態(tài)也有很大的影響。在相同驅(qū)動(dòng)力條件下，添加表面活性劑的水溶液中懸浮氣泡表面形成的天然氣水合物晶體顏色更加深暗，質(zhì)地也更光滑致密。

天然氣；氣泡；膜；水合物；雜質(zhì)；生長形態(tài)

天然氣水合物是水與天然氣中CH4、C2H6、CO2等小分子氣體形成的非化學(xué)計(jì)量的籠型晶體物質(zhì)[1]，俗稱可燃冰。1m3的天然氣水合物可以儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下150～180m3的天然氣，同時(shí)具有制備簡單、性能穩(wěn)定、儲(chǔ)存安全等特點(diǎn)[2]。水合物的快速制備是天然氣儲(chǔ)運(yùn)的關(guān)鍵技術(shù)，但是在靜態(tài)體系中水合物的生成速率非常緩慢，很大程度上影響了氣體水合物技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用。……