天然气吸附储存的进展

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1、http://www．hxtb．org化学通报2011年第74卷第8期·693·天然气吸附储存的进展1，2*231*3贾铮黎海波于振兴王鹏范雪蕾12(哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090;哈尔滨工业大学化工学院哈尔滨150001;3大庆油田有限责任公司大庆163453)摘要天然气作为绿色替代能源，其吸附储存在移动应用方面至关重要，目前广泛关注的3种吸附储存技术存在着各自的优势和劣势。本文综述了多孔碳质吸附剂、金属有机框架吸附剂和吸附天然气水合物的研究进展，总结了天然气吸附性能的主要影响因素和改进途径，介绍了超临界吸附理论和分子模拟预测的相关工作，比较了3种技术

2、的优劣及相关发展趋势。关键词吸附天然气碳质吸附剂金属有机框架吸附剂吸附天然气水合物分子模拟ProgressinNaturalGasAdsorptionStorage1，2*231*3JiaZheng，LiHaibo，YuZhenxing，WangPeng，FanXuelei1(SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090;2SchoolofChemicalEngineeringandTechnology，HarbinInstituteofTechn

3、ology，Harbin150001;3DaqingPetroleumCo．Ltd．，Daqing163453)AbstractAdsorptionstorageofnaturalgas(NG)，agreensubstitutingenergyresource，iscrucialtothevehicularapplicationofNG．Threeadsorptionstoragetechniqueswithgreatattentionhavetheirownadvantagesanddisadvantagesrespectively．Inthispaper，theres

4、earchprogressofporouscarbon-basedadsorbents，metal-organicframeworkadsorbentsandadsorbednaturalgashydratewasreviewed．ThemaininfluencingfactorsandimprovementmeasuresofadsorptionpropertiesofNGweresummarized．Theresearchprogressofsupercriticaladsorptiontheoryandmolecularsimulationandprediction

5、wasintroduced．Theadvantagesanddisadvantagesofthethreestoragetechnologiesandtheirtrendswerealsocompared．KeywordsAdsorbednaturalgas，Carbon-basedadsorbents，Metal-organicframeworkadsorbents，Adsorbednaturalgashydrate，Molecularsimulation由于石油资源的不断消耗和石油燃烧带来的环境污染，人类亟需开发替代能源。在可持续地商业化应用氢燃料电池之前，天然气(N

6、G)成为一个重要的现实选择。天然气储量丰富，分布广泛，其主要成分甲烷在烃类燃料中具有最高的H/C比，因而具有最高的辛烷值，同时燃烧时只放出较少的污染物。但是，在标准温度压力(standardtemperatureandpressure，STP)条件下，甲烷是气体，其体积能量密度仅为0.038MJ/L，是汽油的0.11%。因此，NG的高容量储存就成为了其应用，尤其是移动应用(如天然气汽车)的决定性因素。NG的储存主要有液化天然气(LNG)、压缩天然气(CNG)、吸附天然气(ANG)和天然气水合物(NGH)等方式。LNG是在常压下以沸腾液体的形式保存在112K左右的低温储罐中

7、。LNG的密度可达0.4～330.42g/cm，大约是STP条件下NG的密度(0.00065g/cm)的600倍，大大提高了NG的储存容量。但是，在如此低温下储存，天然气的储罐设计比较复杂，维持低温的经济性差，存在泄漏等安全隐患。CNG通常是在常温、20～25MPa下保存的压缩超临界流体。在298K、20MPa条件下，CNG的密度贾铮男，博士，副教授，主要从事物理化学方面的研究。E-mail:jiazjiazjz@yahoo．cn中国博士后科学基金项目(20080440889)资助2010-08-28收稿，2011-04-21