|
|
|
НОВЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗОГИДРАТОВ
doi:10.23877/MS.TS.23.030
Чернов А.А., Мезенцев И.В., Мелешкин А.В., Пильник А.А.
Институт теплофизики им.С.С.Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
|
Ссылка для цитирования:Citation:
Чернов А.А. Новые методы получения газогидратов / А.А. Чернов, И.В. Мезенцев, А.В. Мелешкин, А.А. Пильник // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. - Днепропетровск: НПВК "Триакон". - 2015. - Вып. 1(16). - С. 159 - 164. doi: 10.23877/MS.TS.23.030.
|
|
Ключевые
слова:Keywords:
гидратообразование; многофазные среды; ударно-волновые процессы |
|
Аннотация:Abstracts:
Экспериментально и теоретически исследованы процессы растворения и гидратообразования за фронтом ударной волной умеренной амплитуды в воде с пузырьками газа-гидратообразователя при различных начальных статических давлениях и температурах. Предложена модель процесса. Получены численные решения задачи для среды с пузырьками из фреона-12, углекислого газа и смеси углекислого газа и азота при различных начальных условиях и режимных параметрах процесса. Показано хорошее соответствие результатов расчета с имеющимися экспериментальными данными. Выполнено обобщение опытных данных по профилям газосодержания за ударной волной, временам растворения и гидратообразования на основе расчетов по предложенной модели.
Показано, что интенсификация процесса гидратообразования обусловлена дроблением газовых пузырьков во фронте волны, приводящим к резкому увеличению межфазной поверхности, а также возникновением движения раздробившихся пузырьков относительно жидкости. Гидратообразование происходит вследствие сорбционного роста гидратной пленки на поверхности образующихся газовых включений, при этом скорость данного процесса определяется кинетическими параметрами, а также тепло- и массоотдачей на межфазной поверхности и имеет очень большие значения. При этом характерное время полного гидратообразования за ударной волной на несколько порядков меньше времен гидратообразования в известных методах получения газогидратов и составляет несколько миллисекунд.
Показано, что с увеличением амплитуды ударной волны, а также с уменьшением температуры среды скорости растворения и гидратообразования увеличиваются. Доля газа, переходящего в гидратное состояние, тем больше, чем больше начальное статическое давление в среде и чем больше амплитуда ударной волны.
В ходе экспериментальных исследований по получению различных типов газовых гидратов с помощью метода взрывного вскипания были получены газогидраты озонобезопасного фреона R134a, газогидрат углекислого газа и газогидрат пропана. Проведенные дополнительные исследования по динамике дегазации образцов при их разложении, а также полученные дифрактограммы подтвердили наличие в твердой фазе значительного содержания газогидрата.
Полученные данные могут быть использованы при моделировании ударно-волновых процессов в двухфазных средах при образовании газогидратов и создании установок по их получению. |
|
Литература:References:
Y.F.Makogon. Hydrates of Hydrocarbons. Tulsa, Oklahoma. Pennwell publishing company.1997. Istomin V.A., Yakushev V.S. Gas Hydrates in Nature, Nedra, Moscow, 1992 R.Ohmura, S.Kashiwazaki, S.Shiota, H.Tsuji, Y.Mori. Structure-1 and structure-2 hydrate formation using water spraying // Proc. 4 Int. Con. on Gas Hydrates, Yakohama, 2002. P. 1049-1054. K.Miyata, T.Okui, H.Hirayama, M.Ihara, K.Yohikawa, H.Nagayasu, S.Iwasaki, T.Kimura, T.Kawasaki, K.Kikuchi, D.Terasaki. A challenge to hige-rate industrial production of methane hydrate // Proc. 4 Int. Con. on Gas Hydrates, Yakohama, 2002. P. 1031--1035. Gudmundsson I.S. Method of obtaining gas hydrates for transportation and storage, Patent RF 2200727, C 07 C 5/02, No. 97112086/06, Appl. 02.07.1997, Publ. 20.03.2003, Bull. No. 8. Yakushev V.S. Method of extraction and transportation of natural gas from gas and gas-hydrate sea-based deposits, called flowers and bees, Patent RF 2198285, E 21 B 43/01, No. 98113838/03, Appl. 13.07.1998, Publ. 10.02.2003, Bull. No. 4. Tajima H., Yamasaki A, Kiyono F. et al. Continuous gas hydrate formation process by static mixing of fluids // Proceedings of the Fourth International Conference on Gas Hydrates. - 2002. - P. 75-80. Komissarov K.B., Finochenko V.A. Facility for obtaining gas hydrate, Patent RF 2045718, F 25 D 3/12, No. 5044706/13, Appl. 29.05.1992, Publ. 10.10.1995, Bull. No. 28. Kozo Y., Tetsuro F., Takahiro K., Takahiro K., Yuichi K. Production method for gas hydrates and device for producing same, Pat. GB 2347938 A, C 07 C7/152, N 0006039.2., Publ. 20.09.2000. Dontsov V.E., Nakoryakov V.E., Chernoy L.S. The method of gas hydrate production, Patent RF 2270053, C 2, № 2003133051/15, Appl. 11.11.2003, Publ. 20. 02. 2006, Bull. № 5.
|
|
|
