二氧化碳水合物生成过程的强化方法研究进展.pdf

文章编号：CAR111 二氧化碳水合物生成过程的强化方法研究进展 李 菊 刘 妮 刘道平 （上海理工大学动力工程学院，上海 200093 ） 摘 要 二氧化碳水合物是一种潜在的新能源，随着环境问题的日益突出，国内外科学家愈加重视二氧化碳水合物的研究， 本文主要对二氧化碳水合物的强化方法进行了总结，对比了几种方法对水合物生成的影响。 关键词 二氧化碳水合物 生成 强化 Li Ju Liu Ni Liu Daoping (University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093) Abstract With the increasingly serious environmental problems, carbon dioxide hydrate, a new potential energy source, has attracted more and more attention of scientists at home and abroad. Methods of promoting carbon dioxide hydrate formation were summarized in this paper. The effects of several methods on the carbon dioxide hydrate formation were compared. Keywords Carbon dioxide hydrate Formation Enhancement 二氧化碳水合物是在特定的压力及温度条件下，二 1 机械强化 氧化碳客体分子进入水氢键组成的主体空穴中，而 形成的一种包络化合物[1] [2] 。研究表明 ，二氧化碳 机械强化在各种气体（二氧化碳、天然气等） 水合物技术在一定的程度上可以用于海水 水合物中都是占主导的强化方法，在实验反应器的 淡化、溶液提浓、气体分离及二氧化碳深海贮 设计过程中都会成为重点设计的对象，这些技术总 藏等等。但是目前二氧化碳水合物技术的应用尚未 体上来说还是处于初级阶段，以下为几种简单机械 普及，其根本原因就在于其生成条件。二氧化碳水 强化设计的综述。 合物生成需要在低温高压下进行，工业化生产受到 限制。在没有其它外力的条件下（对压力、温度而 1.1 搅拌 言），气体水合物的形成条件并不是很“温和”，生 成水合物的性能较差[3]。 搅拌是目前实验研究中应用最广的一种方法， 本文介绍了目前国内外一些促进二氧化碳水 为了确保反应器的密封性，多数都是采用的磁旋转 合物生成的方法，主要包括机械强化和化学强化， 搅拌器，搅拌叶片的旋转使得原本是水平圆面的溶 机械强化主要目的是增大气-液接触面积，例如搅 液表面变成为一个锥形面（图 1 所示），增大了接 拌、鼓泡、喷雾等，化学强化主要是加入化学添加 触面积，使得大量的气体分子与水分子接触，一方 剂来改变溶液中的一些基本性质，如表面张力、液 面当温度降低后，反应溶液就处于过冷和过饱和状 体的微观结构等。 态，大量的分子瞬时成核，晶体迅速进入生长阶段。 另一方面搅拌使得流体流动性增强，界面处成核自