發布時間：2021-01-18所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：隨著經濟社會的飛速發展，對天然氣等能源的需求量不斷增加，而天然氣的高效儲運成為人們關注的重點。近年來的研究發現，用水合物對天然氣進行儲運，不僅安全性高，而且所需成本較低，這種方法值得推廣應用。因此，本文就天然氣水合物儲運天然氣的關鍵
摘要：隨著經濟社會的飛速發展，對天然氣等能源的需求量不斷增加，而天然氣的高效儲運成為人們關注的重點。近年來的研究發現，用水合物對天然氣進行儲運，不僅安全性高，而且所需成本較低，這種方法值得推廣應用。因此，本文就天然氣水合物儲運天然氣的關鍵技術展開研究，希望為我國能源產業的發展提供一定借鑒。
關鍵詞：天然氣水合物;儲運;關鍵技術
天然氣水合物，是一種在特定條件下由天然氣、水結合生成的結晶體。一般來說，多呈現出白色或是淺灰色，外表看起來像是冰雪，能夠燃燒。當前，利用水合物對天然氣進行儲運的技術還不是那么成熟，盡管其未來的應用前景極為廣闊，但仍有許多關鍵技術需要解決。
1天然氣水合物的合成
為了實現天然氣水合物的合成，需要用到專門的反應器。目前，國內外用于合成的方法主要有以下三種：攪拌法、鼓泡法以及噴淋法。
鼓泡法是將天然氣通過特定的孔板，形成氣泡，進而得到水合物。該方法在熱量傳送方面有著一定的優勢，但是如果所使用孔板的孔徑比較小，就會在其上面生成很多的水合物，影響到氣體的通過，最終降低系統的運行效率。噴淋法在使用過程中，會生成較多的熱量，且難以及時的排出，進而影響到系統的運行。因此，攪拌法就得到了較為普遍的應用，它先是在專門的反應器中加裝完全冷卻之后的水，再將天然氣從底部傳入，最后使用攪拌裝置進行處理，使得兩者融合到一起。
實踐表明，在水合物的生成過程中，晶核的形成是難度最大的，一般會受到溫度、壓力等因素的影響，需要設定合適的環境條件，并進行耐心的操作。
2天然氣水合物的儲存和運輸
在一定的條件下，天然氣水合物能夠進行穩定的儲存。因為在特定條件下，水合物只會出現表面分解，而且分解得到的水可以生成一層保護膜，起到一定的保護作用;此外，它的導熱系數是非常低的，可以實現很好的自我儲存。因此，除非進行加熱處理，它不會進一步發生分解的。通過上述分析，我們可以將其儲存在具有較強隔熱性能的容器中，且無需承壓。當然，壓力的提升，能夠進一步提高儲存的可靠性。
相關期刊推薦：《天然氣與石油》Natural Gas and Oil(雙月刊)1962年創刊，是四川石油管理局勘察設計研究院主辦的技術性期刊。以推廣國內外油氣田地面建設先進技術為辦刊宗旨。主要報道油氣儲運、油氣加工、通信與自動控制、腐蝕與防腐、機械設備、電力、熱工、采暖通風、環境保護、給排水、工程地質及測量、工業與民用建筑、技術經濟、計算機應用、科技管理等方面的最新科技成果。
利用不同的生產技術可以得到不同特性的天然氣水合物，在運送時也就可以采取針對性的運輸方法，主要分為以下三種：首先，對于干水合物來說，可使用船舶運輸。到了最終目的地，可直接在船上完成氣化，分離得到的水則可以留下用于壓艙。考慮到干水合物的生成過程比較復雜，所花費的代價較大，且裝船過程也有一定難度。其次，對于水合物漿來說，可利用雙殼運輸船上的隔熱密封艙進行運輸，這種方法的運輸效率并不高，且運輸成本不低。第三，可將干水合物與處理過的原油混合到一起，接著再將其傳送到絕熱的油輪隔艙或是絕熱性能較為理想的輸油管中，此方法的性價比較高。
可見，水合物的運輸過程并不復雜，是比較容易實現的。但在進行運送時，需要結合天然氣的特性、用戶需要以及成本方面的考慮等，選用最為適合的工藝。
3天然氣水合物的分解
在運輸過程中，當然要盡可能的防止水合物發生分解，以避免造成太大的損失，但到了目的地后，又需要利用可靠的方法進行分解。因此，下面對水合物的分解技術進行分析：
一是，通過微波進行分解。對水合物進行分解時，需要進行一定程度的加熱。而微波就是一種比較理想的加熱方法，相比于其它的加熱方法，其熱能從內部形成，分散的更加均勻，因此有助于相關反應的穩定進行。微波的分解作用是較為明顯的，可在較短的時間內實現溫度的上升，進而實現水合物的迅速分解。此外，可適當的增加微波作用功率，以進一步加快水合物的分解。
二是，通過超聲波進行分解。利用超聲波進行分解的影響，主要源自于超聲空化。它屬于一種特定的物理反應，也就是液體中存在的氣泡可在聲場影響下產生一系列的變化。可以通過增強超聲空化的方式，加快水合物的分解。在這一過程中，采用不同的超聲波探頭方式，會引發不一樣的反應過程，實踐表明，施加在兩相界面上時具有最為理想的效果。
4增加水合物儲氣效率的有關措施
經過近些年的發展，水合物儲運技術得到了越來越廣泛地應用，人們就此提出了各種各樣的方法來提高儲氣效率，比如選取更加合理的反應器，更加理想的反應條件等。當然，也可以采用添加劑、活性炭的形式來增加儲氣效率。
首先，可以加入添加劑。研究表明，在水合物的生成過程中加入合適的添加劑，能夠有效地減少反應時間、提高儲存密度。而且，使用不同種類的添加劑所造成的影響也是不同的，有些能在較高濃度下對水合物形成過程進行優化;而有些則是在較低濃度下對水合物的形成過程進行優化。
其次，可以使用活性炭。活性炭有著非常大的表面積，非常多的空隙，能夠有效地增加氣、水接觸面，提升轉化效率，進而實現儲氣能力的提高。通過近來的研究發現，水炭比會給儲氣密度帶來非常大的影響，因此應在特定條件下盡可能達到最佳水炭比。
5結語
總的來說，隨著對天然氣等能源需求量的增加，天然氣的高效儲運技術成為人們研究的熱點。近年來，國內外都加大了對水合物儲運天然氣技術的研究，該技術的安全性高，可操作性強，但在工業化的應用方面還需加大研究力度，特別是在水合物的生成、儲存、運輸、分解等方面還要進行更加深入的研究，隨著研究的加深，這種新型儲運技術必將得到更加廣泛的推廣。——論文作者：王善亮陳禮紅張文博慕志龍
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