气体水合物应用技术研究进展

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1、第２４卷第１期甘肃科学学报Ｖｏｌ．２４Ｎｏ．１２０１２年３月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅｓＭａｒ．２０１２气体水合物应用技术研究进展王林军ａ，ｂ，邵磊ａ，张学民ｂ，ｃ，张东ｂ，魏国栋ｂ（兰州理工大学ａ．机电工程学院；ｂ．太阳能与气体水合物研究中心；ｃ．石油化工学院，甘肃兰州７３００５０）摘要：在对气体水合物简单介绍的基础上，阐述了气体水合物的生成机理．对气体水合物技术各应用研究领域进行了简介，特别是对水合物法储运天然气、海水淡化、分离气体混合物、ＣＯ２海底储存、ＣＯ２置换开采天然气水合物、湖盐开发技术、蓄冷技术等国内外的研究现状进行了综述．随着科学技术的不断进步，

2、气体水合物应用技术的领域会越来越广泛，工业化应用水平也会越来越高，对缓解能源危机、保护环境和经济与资源的可持续发展具有重大的现实意义．关键词：气体水合物；生成机理；海水淡化；分离气体混合物；储运天燃气中图分类号：Ｏ６５９文献标志码：Ａ文章编号：１００４－０３６６（２０１２）０１－００４９－０６ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＲｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｆＧａｓＨｙｄｒａｔｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａ，ｂ，ＳＨＡＯＬｅｉａ，ＺＨＡＮＧＸｕｅ－ｍｉｎｂ，ｃ，ＺＨＡＮＧＤｏｎｇｂ，ＷＥＩＧｕｏ－ｄｏｎｇｂＷＡＮＧＬｉｎ－ｊｕｎ（ａ．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉ

3、ｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｂ．ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙ＆ＧａｓＨｙｄｒａｔｅ；ｃ．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｏｆｇａｓｈｙｄｒａｔｅｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｖａｒｉｏｕｓａｒｅａｓｏｆｇａｓｈｙｄｒａｔｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｓｕｃｈａｓｎａｔｕｒａｌｇａｓｓｔｏｒａｇｅ

4、ａｎｄｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｓｅａｗａｔｅｒｄｅｓａｌｉｎａ－ｔｉｏｎ，ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｇａｓｍｉｘｔｕｒｅｓ，ｓｅａｂｅｄｓｔｏｒａｇｅｏｆｃａｒｂｏｎｄｉｏｘｉｄｅ，ｓａｌｔｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｃｏｏｌｓｔｏｒａｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｂｙｇａｓｈｙｄｒａｔｅｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｇａｓｈｙｄｒａｔｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｌｌｂｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｗｉｄｅｌｙａｐ－ｐｌｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｔｓｗｉｄｅｓｐｒｅａｄｕｓｅｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇ

5、ｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｕｓｉｎｍｉｔｉｇａｔｉｎｇｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｒｉｓｉｓ，ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｐｒｏｍｏｔｉｎｇｔｈｅｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｃｏｎｏｍｙａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇａｓｈｙｄｒａｔｅ；ｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｓｅａｗａｔｅｒｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ；ｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｇａｓｍｉｘｔｕｒｅｓ；ｎａｔｕｒａｌｇａｓｓｔｏｒａｇｅａｎｄｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ气体水合物是水与小分子气体（如ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、用力是水合物的结构形成和稳定存在的关键．水合Ｃ３Ｈ８

6、、Ｃ２Ｈ４、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、Ｏ２、Ｎ２等）或易挥发性液体物的稳定性主要取决于其孔穴被客体填充的百分（如Ｒ１４１ｂ、Ｒ１３４ａ、Ｒ１５２ａ等）在一定温度和压力条数，被填充的百分数越大，它就越稳定．而被填充的件下形成的非化学计量性笼状晶体物质，又称笼型百分数则取决于客体分子的大小以及其气相逸度．水合物．形成水合物的水分子称为主体，形成水合物目前已发现的水合物晶体结构有Ⅰ型、Ⅱ型和Ｈ型的其他组分称为客体．主体水分子通过氢键相连形３种，不同结构的水合物具有不同种类和配比的笼成一些多面体笼孔，尺寸适合的客体分子可填充在子．由于客体分子在孔穴间的分布是无序的，不同条这些笼孔中，使其具有热力

7、学稳定性．客体分子与主件下晶体中的客体分子与主体分子的比例不同，因体分子之间以ＶａｎｄｅｒＷａａｌｓ力相互作用，这种作而水合物没有确定的化学分子式．天然气水合物是收稿日期：２０１１－０８－２２基金项目：国家自然科学基金项目（５０９６６００２）作者简介：王林军（１９６３－），男，教授，主要从事气体水合物应用技术研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｌｉｎｊｕｎ＠ｌｕｔ．ｃｎ５０甘肃科学学报２０１２年第１期自然界中天然气存在的一种特殊形式，它分布范围然气技术常简称为ＮＧＨ（天然气水合物）技术，广、规模大、