电场中海水-CO2混合气水合物快速形成机理研究

基本信息
批准号:51879254
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:夏志明
学科分类:
依托单位:中国科学院广州能源研究所
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:徐纯刚,蔡晶,余益松,吕涛,厉泽雨,张晋铭,燕然
关键词:
捕集海水淡化气体水合物促进电场CO2
结项摘要

The coupling technology of hydrate-based desalination and CO2 capture can simultaneously obtain fresh water and capture CO2. Its scientific problem is how to eliminate ion effect and avoid ion adsorption. This project proposes to eliminate the ion effect and to promote the hydrate formation process by adding electric field. It will mainly focus on the mechanism study for rapid hydrate formation from brine + CO2 mixture in the electric field. The equilibrium hydrate formation conditions and the key parameters will be determined through thermodynamic measurements and sample analysis. The kinetic characteristics for nucleation and growth of brine + CO2 mixture hydrate in the electric field will be revealed with the help of high-speed microscopic camera and FBRM method. Both the hydrate formation mechanism and influencing mechanism in the electric field will be illuminated through the combination of MD theoretical simulation and the microscopic experimental analysis by PXRD, NMR, Raman, and ICP-OEC. The rapid hydrate formation method and the prediction model will be set up through the study of interphase heat and mass transfer. The research results will provide the coupling technology with the scientific basis and technical support.

水合物法海水淡化耦合CO2捕集技术可同时获得淡水和捕集CO2,其科学问题是如何解决离子效应和离子吸附。本项目拟以电场消除离子效应并促进水合物形成过程,重点研究电场中海水-CO2混合气水合物快速形成机理。通过热力学测试和取样分析,揭示电场中海水-CO2混合气水合物热力学形成条件及其影响机制,获得关键参数;借助高速显微摄像仪和FBRM方法,揭示电场中海水-CO2混合气水合物成核、生长动力学特性及其影响机制,获得相关参数;结合PXRD、Raman、NMR、ICP-OEC等微观实验分析和MD理论模拟,阐明电场中海水-CO2混合气水合物形成机理,建立电场中海水-CO2混合气水合物形成预测模型;开展电场中相际传热传质机理研究,建立电场中该水合物快速形成方法。其研究成果将为水合物法海水淡化耦合CO2捕集技术提供科学依据和技术支撑。

项目摘要

本项目针对水合物法海水淡化耦合CO2捕集技术所存在的关键科学问题,重点开展了电场中海水-CO2混合气水合物快速形成机理研究。通过热力学测试和取样分析,获得了电场中该水合物形成条件和相关热力学参数,构建了热力学模型;借助高速显微摄像仪和FBRM方法,揭示了电场中该水合物成核、生长动力学特性和获得相关参数,并构建动力学模型;结合Raman、ICP-OEC等微观实验分析和MD理论模拟,阐明了电场中该水合物形成机理及其影响机制,建立起电场中海水-CO2混合气水合物快速形成预测模型;通过开展电场中相际传热传质机理研究,建立了电场中该水合物快速形成方法。本研究成果可为水合物法海水淡化耦合CO2捕集提供科学依据和技术支撑,研究成果在进一步提升和凝练后用于我国能源、环境、水资源等交叉领域展开成果转化和应用。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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