天然气水合物快速生成技术研究进展 被引量：8

1

作者 林于拉 唐良广 +2 位作者 冯自平 樊栓狮 李刚 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第11期1229-1233,共5页

近年来利用水合物储运天然气技术受到广泛重视,而水合物快速生成技术是应用这种技术的基础。回顾了水合物生成机理,在此基础上从传热和传质的角度介绍了目前水合物快速生成技术,并分析了系统的优缺点。

关键词 天然气水合物 快速生成技术 生产与储运

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天然气水合物分解和开采的机理及数学模型研究综述 被引量：7

2

作者 张郁 李小森 +1 位作者 李刚 陈朝阳 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期979-985,共7页

回顾了25年来国内外水合物开采数值模拟研究的进展,分析了影响水合物开采过程的主要机理,即传热、气液流动和水合物分解。将已有的模型分为热力开采、降压开采和综合3种模型,并对各种模型所具有的特点进行了讨论。综合分析认为,TOUGH Fx... 回顾了25年来国内外水合物开采数值模拟研究的进展,分析了影响水合物开采过程的主要机理,即传热、气液流动和水合物分解。将已有的模型分为热力开采、降压开采和综合3种模型,并对各种模型所具有的特点进行了讨论。综合分析认为,TOUGH Fx/HYDRATE模型充分考虑了多相多组分并借鉴上述3类开采方式,可模拟开采过程中气液流动和相态变化,具有较高的应用价值。最后探讨了目前模型的主要问题以及发展方向,认为水合物矿藏岩石的绝对渗透率、相对渗透率、热传导系数等关键参数的测量及确定是精确模拟水合物开采过程的重要因素。 展开更多

关键词 天然气水合物 开采 数值模拟

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天然气水合物资源开采方法研究 被引量：18

3

作者 李栋梁 樊栓狮 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期108-112,共5页

自然界中存在大量的水合物,这些水合物已经被认为是将来重要的能源,本文分析了天然气水合物资源的特点,并综合介绍了现阶段提出的天然气水合物开采方法及模型,对比分析了典型开采方法,如热激发、降压和注抑制剂等的优缺点和经济性,评述... 自然界中存在大量的水合物,这些水合物已经被认为是将来重要的能源,本文分析了天然气水合物资源的特点,并综合介绍了现阶段提出的天然气水合物开采方法及模型,对比分析了典型开采方法,如热激发、降压和注抑制剂等的优缺点和经济性,评述了研究中存在的问题,并提出了今后研究的重点。 展开更多

关键词 水合物 资源 开采

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超声波作用于天然气水合物形成分解研究进展 被引量：4

4

作者 孙始财 樊栓狮 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期472-475,共4页

简述了超声空化的基本理论 ;介绍了国内外超声波影响天然气水合物形成分解的研究进展、超声波对水成核结冰影响的研究情况 ;最后进行了简要总结并提出几点建议 。

关键词 超声波 天然气水合物 成核 结晶

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电阻率在天然气水合物三维生成及开采过程中的变化特性模拟实验 被引量：21

5

作者 李小森 冯景春 +1 位作者 李刚 王屹 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期18-23,共6页

为获取更多的清洁高效能源,全球范围内都正在开展与天然气水合物(以下简称水合物)开采相关的研究,其中电阻率作为表征水合物变化的一个重要参数也被纳入了重点研究范畴,但其在水合物三维生成及开采过程中的变化特性尚未见报道。为了得... 为获取更多的清洁高效能源,全球范围内都正在开展与天然气水合物(以下简称水合物)开采相关的研究,其中电阻率作为表征水合物变化的一个重要参数也被纳入了重点研究范畴,但其在水合物三维生成及开采过程中的变化特性尚未见报道。为了得到三维系统下水合物的电阻率变化数据,利用三维水合物反应釜,实验室模拟研究了水合物在多孔介质中生成及利用双水平井注热开采实验过程中电阻率的变化特性。结果发现:①电阻率总体上随着水合物的生成而升高,随着其分解而下降;②电阻率与水合物饱和度并不呈完全的线性关系,当水合物饱和度升高到一定程度时,电阻率变化减缓;③在水合物生成过程中发现水合物生成存在"爬壁效应"——水合物在多孔介质中的生成并不同步,水合物在边界区域明显多于中心区域;④在水合物开采过程中发现电阻率不仅随水合物分解的变化而变化,而且还与开采过程中的流体流动有着较大关系,所以利用电阻率作为水合物开采的特征指标时需要先排除流体流动的干扰。 展开更多

关键词 天然气水合物 三维 生成及开采 实验室模拟 电阻率 变化特性 饱和度 流体流动

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热盐水开采天然气水合物的热力学评价 被引量：16

6

作者 李刚 唐良广 +2 位作者 黄冲 冯自平 樊栓狮 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期2033-2038,共6页

将多孔介质中天然气水合物在热力作用下的分解过程看作一个移动边界问题,在求解等温边界条件下水合物地层中分解区和未分解区（水合物区）温度场的基础上,推导出热力法开采水合物过程中开采热效率（用于水合物分解的热量与输入热量之比... 将多孔介质中天然气水合物在热力作用下的分解过程看作一个移动边界问题,在求解等温边界条件下水合物地层中分解区和未分解区（水合物区）温度场的基础上,推导出热力法开采水合物过程中开采热效率（用于水合物分解的热量与输入热量之比）和能量效率（开采所得甲烷气体的总热值与输入能量之比）的解析表达式.在相同水合物地层条件下,对比注入热盐水（采用NaCl溶液）和热水两种开采方法,得出热盐水中盐的浓度（简称盐度）对开采热效率等的影响.计算结果表明,采用热盐水开采热效率一般在40%～70%.在开采温度300～450 K、盐度0～15%的条件下,热力法开采水合物的能量效率在7.4%～11.3%之间. 展开更多

关键词 天然气水合物 热盐水 热效率 能量效率

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孔板气泡法缩短天然气水合物形成诱导期 被引量：16

7

作者 周春艳 郝文峰 冯自平 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期27-29,共3页

为缩短天然气水合物形成诱导期,基于气液两相流原理和天然气水合物形成条件,提出从高压反应釜底部进气,利用孔板鼓泡来增大气液接触面积,增强气体对液体的扰动,从而缩短天然气水合物形成诱导期的动态方法。据此,建立带有机玻璃视窗的高... 为缩短天然气水合物形成诱导期,基于气液两相流原理和天然气水合物形成条件,提出从高压反应釜底部进气,利用孔板鼓泡来增大气液接触面积,增强气体对液体的扰动,从而缩短天然气水合物形成诱导期的动态方法。据此,建立带有机玻璃视窗的高压反应釜实验系统,在浓度为280 ppm十二烷基硫酸钠(SDS)促进剂水溶液中进行天然气水合物生成动态实验(反应釜底部进气)和静态实验(反应釜顶部进气)。结果表明,使用此法,一定压力(P=4.15 MPa)和温度(T=274.05 K)下,相比于静态实验(P=4.30 MPa,T=273.95 K),天然气水合物形成诱导期可缩短约2/3,尽管其它条件相同时,理论上后者的温度和压力更有利于天然气水合物的形成;此外,实验结果还表明,一定反应条件下,天然气水合物形成诱导期受通气状况的影响,实验中,通过控制气流速率,一方面可控制气泡直径(气泡直径越小,气液接触面积越大);另一方面可延长通气时间(增加了气体对液体的持续扰动)。这二者都有助于缩短天然气水合物形成诱导期。 展开更多

关键词 水合物形成 诱导期 缩短 孔板 气泡法 天然气水合物 十二烷基硫酸钠 高压反应釜 接触面积 静态实验 气泡直径 气液两相流 形成条件 动态方法 实验系统 有机玻璃 动态实验 反应条件 气流速率 通气时间 进气 水溶液 促进剂

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热力法开采天然气水合物的数学模拟 被引量：15

8

作者 唐良广 李刚 +1 位作者 冯自平 樊栓狮 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期105-107,共3页

将天然气水合物在热力作用下的分解过程看作一个移动界面问题,即热力开采过程中整个水合物藏可分为分解区和水合物区。通过适当简化,建立了分解区和水合物区的传热模型,并严格推导了模型的解析解。使用模型分别模拟注入蒸气和热水条件... 将天然气水合物在热力作用下的分解过程看作一个移动界面问题,即热力开采过程中整个水合物藏可分为分解区和水合物区。通过适当简化,建立了分解区和水合物区的传热模型,并严格推导了模型的解析解。使用模型分别模拟注入蒸气和热水条件下开采天然气水合物的两个实例,得到分解区和水合物区温度场随时间变化的规律。在此基础上,分析了水合物热力开采过程中热量的有效利用率,即用于水合物分解的热量与输入的总热量的比值。模型计算结果表明,在相同条件下,注入热水比注入蒸气将能获得更高的热量有效利用率。在给定的条件下,注入蒸气和热水开采过程的热量的有效利用率分别为0.349和0.465。另一个方面,该比值与水合物地层的物性参数(如水合物的饱和度、分解区域的热传导系数等)有很大的关系,地层水合物饱和度越高,分解区的热传导系数越小,则热量的有效利用率越高。 展开更多

关键词 天然气 水合物 开发 热力学 数学模型

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天然气水合物资源开发现状及前景 被引量：23

9

作者 樊栓狮 梁德青 陈勇 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1-5,共5页

天然气水合物被认为是21世纪的主要清洁能源,也是当今世界科学研究的前沿之一。我国开展天然气水合物研究,对我国宏观能源战略决策、开拓新学科领域和社会可持续发展均有重要理论意义和广阔的应用前景。论述了天然气水合物资源及未来,... 天然气水合物被认为是21世纪的主要清洁能源,也是当今世界科学研究的前沿之一。我国开展天然气水合物研究,对我国宏观能源战略决策、开拓新学科领域和社会可持续发展均有重要理论意义和广阔的应用前景。论述了天然气水合物资源及未来,提出了我国应采取的措施及策略。 展开更多

关键词 天然气水合物 开发现状 发展前景 清洁能源

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三维实验模拟双水平井联合法开采天然气水合物 被引量：8

10

作者 冯景春 李小森 +3 位作者 王屹 张郁 李刚 陈朝阳 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期929-936,共8页

为研究联合法开采天然气水合物,在水合物三维实验开采模拟平台中利用双水平井进行降压联合注温水开采水合物实验,得到温度和压力分布、产气、产水、三相饱和度变化与开采方法的传热特性。整个开采过程可以分为自由气释放阶段、静置阶段... 为研究联合法开采天然气水合物,在水合物三维实验开采模拟平台中利用双水平井进行降压联合注温水开采水合物实验,得到温度和压力分布、产气、产水、三相饱和度变化与开采方法的传热特性。整个开采过程可以分为自由气释放阶段、静置阶段、降压开采阶段和注热开采阶段。研究结果表明在自由气释放阶段和静置阶段有二次水合物生成。在注热阶段,水合物在降压和注热的协同作用下进行分解。反应釜中的水合物最终被完全分解,并且本研究的能效比高于前人利用垂直井进行降压联合热吞吐分解水合物的能效比,表明利用双水平井进行降压联合注温水是一种有效的分解水合物的方法。 展开更多

关键词 三维 水合物 分解 联合法 双水平井 传热特性

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单井热吞吐开采南海神狐海域天然气水合物数值模拟 被引量：17

11

作者 李刚 李小森 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期458-468,共11页

以国土资源部广州地质调查局2007年5月在南海北部神狐海域SH7站位的钻探、测井数据为基础,建立了实际水合物藏分层地质模型,主要包括上盖层、水合物层和下盖层,其中上、下盖层均为可渗透的沉积物。本文利用单一水平开采井,进行了热吞吐... 以国土资源部广州地质调查局2007年5月在南海北部神狐海域SH7站位的钻探、测井数据为基础,建立了实际水合物藏分层地质模型,主要包括上盖层、水合物层和下盖层,其中上、下盖层均为可渗透的沉积物。本文利用单一水平开采井,进行了热吞吐法开采水合物的数值模拟。给出了选取合理的注入速度和生产速度的准则。模拟结果表明,开采过程中水合物分解区域主要集中在开采井周边区域,在注热阶段和生产阶段,地层中的水合物分别经历合成和分解两种过程,期间有明显的盐水浓缩和稀释效应。在本文条件下,利用单一水平井热吞吐法不能经济有效地开采该区域的天然气水合物,有待于利用其他更高效的水合物开采方法。 展开更多

关键词 天然气水合物 单井热吞吐 水平井 神狐海域

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天然气水合物综合模拟实验系统中的高压控制

12

作者 宁伏龙 蒋国盛 +4 位作者 吴翔 李兵 张凌 关进安 窦斌 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2009年第7期93-95,共3页

天然气水合物综合模拟实验持续时间长、压力高(一般≥3.8 MPa)、环节多,为减轻劳动强度和保证实验安全,在实验系统中设计了高压控制台。该压力控制台具有进/出气统一管理、反应釜试压以及系统超压保护等功能。超压保护模块由NV1-20-6M-... 天然气水合物综合模拟实验持续时间长、压力高(一般≥3.8 MPa)、环节多,为减轻劳动强度和保证实验安全,在实验系统中设计了高压控制台。该压力控制台具有进/出气统一管理、反应釜试压以及系统超压保护等功能。超压保护模块由NV1-20-6M-ATC型气控阀、VP542型高灵敏电磁阀、OMRON/G2R-1型继电器、PCI-1711多功能卡、压力传感器和相应的软件系统构成。电脑软件对采集的压力数据进行判断是否超过报警值,如果超过报警值就发出警报,如果超过卸载压力值,就向PCI-1711卡与继电器相连的通道发送1开关量,继电器接通,电磁阀通电打开,从而低压气体进入气控阀将其打开泄压。整套压力控制系统已在水合物合成及微钻模拟实验中得到了成功应用。 展开更多

关键词 天然气水合物 模拟实验 压力控制 超压保护

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注乙二醇溶液分解甲烷水合物的实验研究 被引量：25

13

作者 李刚 李小森 +3 位作者 唐良广 张郁 冯自平 樊栓狮 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期2067-2074,共8页

在甲烷水合物一维分解模拟系统上,进行了模拟注乙二醇溶液分解甲烷水合物的实验研究。使用甲烷气体与纯水在一定温度、压力条件下,在沉积物中合成水合物。通过以不同速率注入不同浓度的乙二醇溶液,研究了化学法分解水合物过程中甲烷气... 在甲烷水合物一维分解模拟系统上,进行了模拟注乙二醇溶液分解甲烷水合物的实验研究。使用甲烷气体与纯水在一定温度、压力条件下,在沉积物中合成水合物。通过以不同速率注入不同浓度的乙二醇溶液,研究了化学法分解水合物过程中甲烷气体和水生产规律。实验结果表明,水合物分解产出甲烷气体的过程主要分为4个阶段:初始注入段、化学剂稀释段、水合物分解段和残余气体产出段。整个分解过程中,水的生产速率几乎保持恒定。通过对实验结果的能量分析表明,本实验条件下分解综合效率在0.20～0.88之间,并且受注入速率和化学剂浓度影响。在恒定注入速率条件下,分解效率在化学剂质量分数为60%时达到最大值。 展开更多

关键词 甲烷水合物 乙二醇 沉积物

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聚乙烯吡咯烷酮抑制水合物生成研究 被引量：15

14

作者 唐翠萍 樊栓狮 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期125-128,共4页

对聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在4℃、8.27MPa附近压力下对天然气水合物的抑制性能进行了实验,结果表明,PVP可以明显抑制水合物的生成,但不同分子量段的PVP有着不同的抑制效果:PVPK17因为分子量太小,几乎没有抑制作用;PVPK30有一定的抑制作用;... 对聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在4℃、8.27MPa附近压力下对天然气水合物的抑制性能进行了实验,结果表明,PVP可以明显抑制水合物的生成,但不同分子量段的PVP有着不同的抑制效果:PVPK17因为分子量太小,几乎没有抑制作用;PVPK30有一定的抑制作用;而PVPK90则有着很好的抑制效果,能在实验条件下抑制1200min没有水合物的生成。另外发现,不同浓度的PVP对天然气水合物的抑制效果也不相同:对于PVPK30,1%浓度比0.5%浓度的抑制效果好;而对于PVPK90,则1%浓度的抑制效果比0.5%和2%浓度的要好。 展开更多

关键词 天然气 水合物 动力学 抑制剂 聚乙烯吡咯烷酮 分子量 浓度 效果

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过冷度对气体水合物合成影响的实验研究 被引量：13

15

作者 李刚 李小森 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期627-631,637,共6页

过冷度是甲烷水合物合成过程的主要驱动力,在沉积物中进行不同过冷度下甲烷水合物合成实验,有利于找出水合物合成过程的动力学影响因素,进而研究自然界沉积物中水合物的成藏过程。在定容条件下,以不同的过冷度进行甲烷水合物在沉积物中... 过冷度是甲烷水合物合成过程的主要驱动力,在沉积物中进行不同过冷度下甲烷水合物合成实验,有利于找出水合物合成过程的动力学影响因素,进而研究自然界沉积物中水合物的成藏过程。在定容条件下,以不同的过冷度进行甲烷水合物在沉积物中的合成实验。实验结果表明甲烷水合物在沉积物条件下的合成过程包括气液溶解、核化、生长、稳定4个阶段。在相同初始状态,不同过冷度条件下的水合物合成后系统状态均处在相平衡曲线上,而随着过冷度的减小,气体转换率和水合物的饱和度不断降低。通过实验数据回归得出在沉积物条件下过冷度与甲烷水合物诱导时间的经验关系式。通过对比发现,沉积物中水合物合成所需要的过冷度仅为2.5℃,大大低于不含沉积物的纯水体系。 展开更多

关键词 甲烷水合物 沉积物 过冷度

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外场作用下气体水合物形成分解试验研究 被引量：3

16

作者 孙始财 樊栓狮 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期86-90,共5页

简述了磁场、微波、超声波的基本作用机理,介绍了国内外外场因素对气体水合物形成分解影响研究进展。最后指出开展相应研究的必要,并提出几点建议。

关键词 机理 磁场 微波 超声波 气体水合物

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多孔介质中甲烷水合物不同分解方法实验研究 被引量：3

17

作者 李桂琴 李刚 +2 位作者 陈朝阳 李小森 王屹 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1230-1235,共6页

冻土区天然气水合物是未来能源的重要补充,然而冻土区天然气水合物的开采研究还处于初级阶段。本文利用一维水合物分解实验装置,在1.24～1.35℃以及2.83～2.89 MPa温度压力条件下,模拟冻土区天然气水合物降压定压分解以及注热水定压分... 冻土区天然气水合物是未来能源的重要补充,然而冻土区天然气水合物的开采研究还处于初级阶段。本文利用一维水合物分解实验装置,在1.24～1.35℃以及2.83～2.89 MPa温度压力条件下,模拟冻土区天然气水合物降压定压分解以及注热水定压分解实验研究,分析降压分解及注热水分解过程中温度、压力、产水以及产气随时间变化特性及能量效率。研究结果表明,分解过程产气可分为自由气释放、水合物分解以及残余气体产出3个阶段,实验过程中温度先降后升,降压分解过程与注热水分解自由气产出阶段基本没有水产出,而在水合物分解阶段,产水速率与注水速率相等。注热分解过程中能量效率先升后降,注热量越大,能量效率越低。 展开更多

关键词 甲烷水合物 多孔介质 降压分解 注热分解 能量效率

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搅拌对甲烷水合物生成的影响 被引量：32

18

作者 郝文峰 樊栓狮 王金渠 《天然气化工—C1化学与化工》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期5-7,12,共4页

通过有无搅拌条件下甲烷水合物生成过程中的反应速率和液相温度的变化的对比,表明采用间歇搅拌的方式可以有效缩短反应诱导时间,提高反应速率,同时研究了不同搅拌时间和搅拌速率对甲烷水合物生成的影响。在压力5.0MPa、温度274.35K、搅... 通过有无搅拌条件下甲烷水合物生成过程中的反应速率和液相温度的变化的对比,表明采用间歇搅拌的方式可以有效缩短反应诱导时间,提高反应速率,同时研究了不同搅拌时间和搅拌速率对甲烷水合物生成的影响。在压力5.0MPa、温度274.35K、搅拌速率400r/min、搅拌时间30min,可以获得159V/V以上的储气效果,而且可以缩短反应的操作时间。 展开更多

关键词 甲烷水合物 生成过程 搅拌转速 搅拌时间

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冰点下多孔介质中甲烷水合物的生成特性 被引量：5

19

作者 张郁 李小森 +1 位作者 陈朝阳 颜克凤 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期922-928,共7页

冰点下水合物在多孔介质的生成是一个复杂的多相转化过程,为了研究冰点下多孔介质中水合物生成过程的水相转化率、气体消耗量与稳定压力等生成特性,在定容条件下,进行不同孔径与粒径的多孔介质中甲烷水合物在冰点下的生成实验。所使用... 冰点下水合物在多孔介质的生成是一个复杂的多相转化过程,为了研究冰点下多孔介质中水合物生成过程的水相转化率、气体消耗量与稳定压力等生成特性,在定容条件下,进行不同孔径与粒径的多孔介质中甲烷水合物在冰点下的生成实验。所使用的多孔介质平均孔径为12.95 nm、17.96 nm和33.20 nm。研究结果表明:水合物生成结束时水的转化率随着初始生成压力的增大而增大,随着温度的升高而降低,随着孔径的增大而增大;在相同的孔径下,多孔介质粒径的增大降低了水合物的生成速率但对最终气体消耗量没有影响;在相同的温度下,随着初始生成压力的增大,实验最终压力、气体消耗量与最终水的转化率均随之升高;温度越高,不同的生成初始生成压力下体系的最终稳定压力与水的转化率相差越大;在多孔介质的毛细管作用力与结合水的共同作用下,冰点下水合物生成的水的转化率会大大地降低。在本实验条件下,水相转化为水合物的比例最高为32.39%。 展开更多

关键词 甲烷水合物 生成特性 冰点下 多孔介质 孔径 转化率

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3A型分子筛对四氢呋喃水合物分解的影响 被引量：7

20

作者 臧小亚 梁德青 樊栓狮 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期29-34,共6页

在常压下,将粉碎并筛分后的成型3A分子筛粉加入四氢呋喃-水(二者质量比为19:81)体系中,然后将体系温度从室温降低到零下5度,等水合物形成后将体系温度回升,用显微镜观察四氢呋喃水合物的生成及分解过程,并与未加3A分子筛的体系进行比较... 在常压下,将粉碎并筛分后的成型3A分子筛粉加入四氢呋喃-水(二者质量比为19:81)体系中,然后将体系温度从室温降低到零下5度,等水合物形成后将体系温度回升,用显微镜观察四氢呋喃水合物的生成及分解过程,并与未加3A分子筛的体系进行比较。结果发现,THF水合物的分解过程可以分为大概2个阶段,即客体分子脱离区和晶体分解区;同时,3A分子筛的加入能够显著降低四氢呋喃水合物的分解温度,降低的幅度约为0.6℃。 展开更多

关键词 热工学 水合物 分解 四氢呋喃

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