CN107032464A - 一种气体水合物促进剂及其在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用 - Google Patents
一种气体水合物促进剂及其在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107032464A CN107032464A CN201710296213.7A CN201710296213A CN107032464A CN 107032464 A CN107032464 A CN 107032464A CN 201710296213 A CN201710296213 A CN 201710296213A CN 107032464 A CN107032464 A CN 107032464A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- hydrate
- gas hydrate
- pressure
- accelerant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 71
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 70
- NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N methane clathrate Chemical compound C.C.C.C.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 43
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 22
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 21
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 125000004836 hexamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 claims abstract description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 29
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 24
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 18
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 claims description 10
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 claims description 4
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N L-isoleucine Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N 0.000 claims description 2
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 claims description 2
- LRQKBLKVPFOOQJ-YFKPBYRVSA-N L-norleucine Chemical compound CCCC[C@H]([NH3+])C([O-])=O LRQKBLKVPFOOQJ-YFKPBYRVSA-N 0.000 claims description 2
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 claims description 2
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 2
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 229960000310 isoleucine Drugs 0.000 claims description 2
- AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N isoleucine Natural products CCC(C)C(N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004474 valine Substances 0.000 claims description 2
- SNDPXSYFESPGGJ-BYPYZUCNSA-N L-2-aminopentanoic acid Chemical compound CCC[C@H](N)C(O)=O SNDPXSYFESPGGJ-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims 1
- SNDPXSYFESPGGJ-UHFFFAOYSA-N L-norVal-OH Natural products CCCC(N)C(O)=O SNDPXSYFESPGGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- AQGDXJQRVOCUQX-UHFFFAOYSA-N N.[S] Chemical compound N.[S] AQGDXJQRVOCUQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 abstract description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 abstract 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 71
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 26
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 25
- 235000006109 methionine Nutrition 0.000 description 21
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 14
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 13
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 12
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 12
- 150000002742 methionines Chemical class 0.000 description 9
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 125000000430 tryptophan group Chemical group [H]N([H])C(C(=O)O*)C([H])([H])C1=C([H])N([H])C2=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C12 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000011033 desalting Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000686 essence Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 230000000894 saliuretic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5272—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using specific organic precipitants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/62—Carbon oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/77—Liquid phase processes
- B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2210/00—Purification or separation of specific gases
- C01B2210/0001—Separation or purification processing
- C01B2210/0003—Chemical processing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F2001/5218—Crystallization
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
本发明属于能源技术领域，公开了一种气体水合物促进剂及其在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用。所述气体水合物促进剂，其活性成分为动力学促进剂和热力学稳定剂；所述动力学促进剂为氨基酸中的一种以上；所述热力学稳定剂为四氢呋喃和环己烷中一种以上。所述气体水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用。本发明采用氨基酸作为气体水合物促进剂，无毒无害，既能有效缩短水合物诱导时间，提高水合物的储气量和储气密度，又能高效分离淡化海水，实现气体分离和海水淡化的联合应用；THF等作为水合物形成稳定剂，在降低水合物形成条件的同时，能够提高气体水合物的稳定性，从而方便工业操作。
Description
技术领域
本发明属于能源技术领域，涉及一种气体水合物促进剂及其在盐水淡化中的应用，尤其是海水淡化中的应用。
背景技术
随着经济社会的发展，世界人口不断增加，人们对水的需求越来越大，而淡水资源日益匮乏。我国人均淡水资源量仅为2300立方米，是世界平均值的1/4，我国水资源在空间分布上南北分布极不均匀，在时间分布上春冬少夏季多，并存在对淡水资源的过度开采利用、淡水资源浪费、水资源污染严重等现象，制约了经济的发展和社会的进步。
海水淡化，即海水脱盐产生淡水。目前海水淡化的方法有蒸馏法、反渗透法、水合物法、溶剂萃取法和冰冻法等。其中蒸馏法和反渗透法因为技术发展较为成熟而在世界范围内被广泛应用。蒸馏法的主要工艺流程是将经过预处理的海水加热到所需要的温度后，使海水产生蒸汽，蒸汽进入冷却装置冷凝得到淡水。使用蒸馏法淡化海水，由于要使用专门的加热装置来加热海水，能耗大且成本高。反渗透法利用外源压力使经过预处理的海水透过复合膜，实现海水的淡化。由于需要回收反渗透法排出的高压浓盐水所含有的能量(占总能量消耗的70％以上)，反渗透工艺中需要专门的能量回收装置；为了保证复合膜的透过量以及延长复合膜的使用寿命，对进口海水的预处理要求高，并且要定期对复合膜进行清洗，工艺繁琐复杂。
根据水合物生成的排盐效应，在一定的温度和压力下，使用适合的水合物添加剂，形成水合物晶体，而海水中的氯、钠、镁等离子则一直存留在溶液中。水合物晶体经过分离、清洗和分解等步骤，最后得到符合要求的淡水。相对传统的海水淡化方法，水合物法淡化海水技术具有装置简单、能耗低等优点，但由于水合物技术在使用过程中存在动力学低、储气量不足等问题，增加了海水淡化的时间成本。
本发明拟提供一种气体水合物促进剂，解决水合物技术在使用过程中动力学低、诱导时间长、储气量不足等问题，操作流程简单，同时利用水合技术实现混合气体的分离和海水的淡化，提高能量利用率和淡水的产量，实现二氧化碳的资源化利用，降低大气中二氧化碳含量。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种气体水合物促进剂，解决气体水合物技术在使用过程中动力学低，储气量不足等问题。
本发明的另一目的在于提供上述气体水合物促进剂在盐水淡化中的应用，同时结合CO2捕捉技术，实现水合物在碳捕捉和海水淡化领域的联合应用。
本发明通过以下技术方案实现：
一种气体水合物促进剂，其活性成分为动力学促进剂和热力学稳定剂；所述气体水合物促进剂还包括水；具体由100质量份的水，0.01～3质量份的动力学促进剂，0.5～10质量份的热力学稳定剂均匀混合而成。
所述动力学促进剂为氨基酸，优选为甲硫氨酸，苯丙氨酸，色氨酸，缬氨酸，正缬氨酸，亮氨酸，正亮氨酸，异亮氨酸中的一种以上，更优选甲硫氨酸和色氨酸中的一种以上。
所述热力学稳定剂为四氢呋喃(THF)和环己烷(CP)中一种以上。
所述气体水合物促进剂在海水淡化和二氧化碳捕捉中的联合应用。
所述气体水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，特别是海水淡化中的应用，具体包括如下步骤：
(1)预处理：采用盐水将动力学促进剂和热力学稳定剂配制成混合物溶液，将混合物溶液加入高压反应釜内，采用待分离气体，排空釜内空气；排空的时间为2min～5min；
(2)水合反应：低温下，向反应釜内通入高压待分离CO2混合气体，反应一段时间，得到高储气密度的单一组分气体水合物；
(3)淡水收集与气体富集：将步骤(2)中所得的单一组分气体水合物从反应器中取出，在适当的温度和压力下，让其充分分解，分解后所得溶液即为含盐量较低的淡化水，而所得气体即为待分离CO2混合气体中的单一气体组分。
步骤(2)水合反应原理为：混合气体中的不同组分形成水合物的温度和压力有所不同，根据混合气体中不同组分气体水合物相平衡条件曲线调控反应过程的温度和压力，使得一种组分形成水合物，而其它组分则仍保留在气体之中，从而得到单一组分气体水合物，达到混合气体分离的目的；
步骤(1)中所述混合溶液的盐度≥0.2％，优选为0.2～3.5％；
步骤(2)中所述CO2混合气体为CH4-CO2体系，CO2-H2体系或CO2-N2体系。
步骤(2)中所述低温为0～5℃；所述高压气体的压力为3～8兆帕；所述反应时间为1～10小时。
步骤(3)中所述温度和压力优选常温常压。
与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：
(1)本发明所采用氨基酸作为动力学促进剂，来源广泛，绿色环保，且能快速促进水合物的生成，CO2气体储量高达351mg g-1(每g促进液能捕捉351mg的CO2)；
(2)本发明采用THF等作为水合物形成稳定剂，在降低水合物形成条件的同时，能够提高气体水合物的稳定性，从而方便工业操作；
(3)本发明将海水淡化技术与CO2捕捉技术相结合，利用CO2在低压下能够快速形成水合物的特性实现两种应用领域的交叉。
附图说明
图1为实施例1～8、10以及对比例1～3中混合气体中各气体水合物相平衡曲线。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例采用质量分数为0.5％的甲硫氨酸与2％的THF的水溶液作为水合物促进剂，其中含盐量为2.0％。
水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将0.5g甲硫氨酸，2g THF和97.5g盐水(2g NaCl，95.5g水)均匀混合，得到混合溶液；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述混合溶液；
3)在273K温度下，向高压反应釜充入压力为5兆帕的混合气体(35％CH4，65％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；取出气体水合物；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
本实施例中混合气体中各气体(CH4和CO2)水合物相平衡曲线如图1所示。
实施例2
本实施例采用质量分数为0.2％的甲硫氨酸与2％的THF的水溶液作为水合物促进剂，其中含盐量为2.0％。
水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将0.2g甲硫氨酸，2g THF和97.8g盐水(2g NaCl，95.8g水)均匀混合，得到混合溶液；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述混合溶液；
3)在273K温度下，向高压反应釜充入压力为5兆帕的混合气体(35％CH4，65％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
本实施例中混合气体中各气体(CH4和CO2)水合物相平衡曲线如图1所示。
实施例3
本实施例采用质量分数为0.01％的甲硫氨酸与2％的THF的水溶液作为水合物促进剂，其中含盐量为2.0％。
水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将0.01g甲硫氨酸，2g THF和97.99g盐水(2g NaCl，95.99g水)均匀混合，得到混合溶液；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述溶液；
3)在273K温度下，向高压反应釜充入压力为5兆帕的混合气体(35％CH4，65％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
本实施例中混合气体中各气体(CH4和CO2)水合物相平衡曲线如图1所示。
实施例4
本实施例采用质量分数为3％的甲硫氨酸与2％的THF的水溶液作为水合物促进剂，其中含盐量为2.0％。
水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将3g甲硫氨酸，2g THF和95g盐水(2g NaCl，93g水)均匀混合，得到混合溶液；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述溶液；
3)在273K温度下，向高压反应釜充入压力为5兆帕的混合气体(35％CH4，65％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
本实施例中混合气体中各气体(CH4和CO2)水合物相平衡曲线如图1所示。
实施例5
本实施例采用质量分数为0.2％的甲硫氨酸与0.5％的THF的水溶液作为水合物促进剂，其中含盐量为2.0％。
水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将0.2g甲硫氨酸，0.5g THF和99.3g盐水(2g NaCl，97.3g水)均匀混合，得到混合溶液；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述溶液；
3)在273K温度下，向高压反应釜充入压力为5兆帕的混合气体(35％CH4，65％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
本实施例中混合气体中各气体(CH4和CO2)水合物相平衡曲线如图1所示。
实施例6
本实施例采用质量分数为0.2％的甲硫氨酸与10％的THF的水溶液作为水合物促进剂，其中含盐量为2.0％。
水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将0.2g甲硫氨酸，10g THF和89.8g盐水(2g NaCl，87.8g水)均匀混合，得到混合溶液；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述溶液；
3)在278K温度下，向高压反应釜充入压力为5兆帕的混合气体(35％CH4，65％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
本实施例中混合气体中各气体(CH4和CO2)水合物相平衡曲线如图1所示。
实施例7
本实施例采用质量分数为0.2％的甲硫氨酸与2％的THF的水溶液作为水合物促进剂，其中含盐量为0.2％。
水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将0.2g甲硫氨酸，2g THF和97.5g盐水(0.2g NaCl，97.6g水)均匀混合，得到混合溶液；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述溶液；
3)在276K温度下，向高压反应釜充入压力为5兆帕的混合气体(35％CH4，65％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
本实施例中混合气体中各气体(CH4和CO2)水合物相平衡曲线如图1所示。
实施例8
本实施例采用质量分数为0.2％的甲硫氨酸与2％的THF的水溶液作为水合物促进剂，其中含盐量为0.2％。
水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将0.2g甲硫氨酸，2g THF和97.8g盐水(0.2g NaCl，97.6g水)均匀混合，得到混合溶液；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述溶液；
3)在273K温度下，向高压反应釜充入压力为3兆帕的混合气体(35％CH4，65％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
本实施例中混合气体中各气体(CH4和CO2)水合物相平衡曲线如图1所示。
实施例9
本实施例采用质量分数为0.2％的甲硫氨酸与2％的THF的水溶液作为水合物促进剂，其中含盐量为0.2％。
水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将0.2g甲硫氨酸，2g THF和97.8g盐水(0.2g NaCl，97.6g水)均匀混合，得到混合溶液；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述溶液；
3)在273K温度下，向高压反应釜充入压力为3.3兆帕的混合气体(60％H2，40％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
实施例10
本实施例采用质量分数为0.2％的色氨酸与5％的CP的水溶液作为水合物促进剂，其中含盐量为1％。
水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将0.2g色氨酸，5g THF和98.6g盐水(1g NaCl，97.6g水)均匀混合，得到混合溶液；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述溶液；
3)在273K温度下，向高压反应釜充入压力为3.3兆帕的混合气体(30％N2，70％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
本实施例中混合气体中各气体(N2和CO2)水合物相平衡曲线如图1所示。
对比例1
本对比例采用质量分数为0.2％的甲硫氨酸，含盐量为2.0％的水溶液作为水合物促进剂。
水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将0.2g色氨酸和99.8g盐水(2g NaCl，97.8g水)均匀混合，得到混合溶液；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述溶液；
3)在273K温度下，向高压反应釜充入压力为3.3兆帕的混合气体(35％CH4，65％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
本实施例中混合气体中各气体(CH4和CO2)水合物相平衡曲线如图1所示。
对比例2
本实施例采用2％的THF，含盐量为2％的水溶液作为水合物促进剂。
水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将2g THF和98g盐水(2g NaCl，96g水)均匀混合，得到混合溶液；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述溶液；
3)在273K温度下，向高压反应釜充入压力为3.3兆帕的混合气体(30％N2，70％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
本实施例中混合气体中各气体(N2和CO2)水合物相平衡曲线如图1所示。
对比例3
本实施例不加入任何水合物促进剂，只采用含盐量为2.0％的盐水。
盐水在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用，具体包括如下步骤：
1)将2g NaCl和98g水均匀混合得到盐水；
2)向高压反应釜(有效体积500mL)里加入100g上述盐水；
3)在273K温度下，向高压反应釜充入压力为5兆帕的混合气体(35％CH4，65％CO2)，通过反应釜内压力的变化计算一定时间间隔混合气中CO2的含量变化，结果如表1所示；
4)常温常压下，气体水合物自然分解，得到高纯度CO2气体，收集分解后的水溶液，测量含盐量，结果如表1所示。
本实施例中混合气体中各气体(CH4和CO2)水合物相平衡曲线如图1所示。
表1混合气分离提纯结果
关于调控水合反应的温度和压力说明：
在通入高压混合气体时水合反应的温度和压力是根据混合气体中各气体水合物相平衡曲线来进行调控的，通过调控水合反应过程中的温度和压力，使得一种组分形成水合物，而其它组分则仍保留在气体之中，从而得到单一组分气体水合物。
以CH4-CO2体系为例，如实施例1中提到，273K下，5MPa的混合气(35％CH4和65％CO2),也就是说CH4分压1.75MPa，CO2分压为3.25MPa，在这种条件下，结合以下两者水合物的相平衡曲线(如图1所示)，可知，273K,CH4分压为1.75MPa＜平衡时分压2.5～2.6MPa，此时甲烷水合物不能形成，而CO2分压3.25MPa高于273K时的平衡分压，CO2水合物可以形成。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气体水合物促进剂，其特征在于：其活性成分为动力学促进剂和热力学稳定剂。
2.根据权利要求1所述气体水合物促进剂，其特征在于：所述动力学促进剂为氨基酸中的一种以上；
所述热力学稳定剂为四氢呋喃和环己烷中一种以上。
3.根据权利要求2所述气体水合物促进剂，其特征在于：所述动力学促进剂为甲硫氨酸，苯丙氨酸，色氨酸，缬氨酸，正缬氨酸，亮氨酸，正亮氨酸，异亮氨酸中的一种以上。
4.根据权利要求1～3任一项所述气体水合物促进剂，其特征在于：所述气体水合物促进剂还包括水；所述气体水合物促进剂具体由100质量份的水，0.01～3质量份的动力学促进剂，0.5～10质量份的热力学稳定剂均匀混合而成。
5.根据权利要求1～4任一项所述气体水合物促进剂在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：具体包括如下步骤：
(1)预处理：采用盐水将动力学促进剂和热力学稳定剂配制成混合物溶液，将混合物溶液加入高压反应釜内，采用待分离气体，排空釜内空气；
(2)水合反应：低温下，向反应釜内通入高压待分离CO2混合气体，反应一段时间，得到高储气密度的单一组分气体水合物；
(3)淡水收集与气体富集：将步骤(2)中所得的单一组分气体水合物从反应器中取出，在适当的温度和压力下，让其充分分解，分解后所得溶液即为含盐量较低的淡化水，而所得气体即为高纯度的待分离CO2混合气体中的单一气体组分。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：步骤(1)中所述混合物溶液的盐度≥0.2％；
步骤(2)中所述CO2混合气体为CH4-CO2体系，CO2-H2体系或CO2-N2体系。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：步骤(1)中所述混合物溶液的盐度为0.2～3.5％。
9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：步骤(2)中所述低温为0～5℃；所述高压的压力为3～8兆帕；所述反应的时间为1～10小时；
步骤(3)中所述的温度和压力为常温常压。
10.根据权利要求1～4任一项所述气体水合物促进剂在海水淡化和二氧化碳捕捉中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710296213.7A CN107032464B (zh) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | 一种气体水合物促进剂及其在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710296213.7A CN107032464B (zh) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | 一种气体水合物促进剂及其在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107032464A true CN107032464A (zh) | 2017-08-11 |
| CN107032464B CN107032464B (zh) | 2019-11-15 |
Family
ID=59537859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710296213.7A Expired - Fee Related CN107032464B (zh) | 2017-04-28 | 2017-04-28 | 一种气体水合物促进剂及其在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107032464B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110448997A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-15 | 华南理工大学 | 一种中草药组合物及其制备方法和应用 |
| CN110564472A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-12-13 | 湘南学院 | 一种抑制水合物分解的方法及水合物储运方法 |
| CN113817444A (zh) * | 2020-06-18 | 2021-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 能够促进水合物形成的组合物和抑制水合物聚集的水合物生成方法 |
| CN113913219A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-11 | 中国石油大学(北京) | 一种油田伴生气分离回收耦合海水淡化的方法及处理系统 |
| CN114408999A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-04-29 | 青岛海洋地质研究所 | 海水淡化与二氧化碳气体分离系统及分离方法 |
| CN115650230A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-01-31 | 清华大学深圳国际研究生院 | 一种co2水合物生成的促进方法及co2封存量的计算方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103861444A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-06-18 | 大连理工大学 | 一种基于水合物法的二氧化碳捕集和海水淡化联产装置及方法 |
| CN104841237A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-19 | 华南理工大学 | 一种低能耗水合空气分离的装置与方法 |
| CN104974713A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-10-14 | 华南理工大学 | 水合物促进剂及其在制备高储气密度气体水合物中的应用 |
| CN106669387A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-17 | 华南理工大学 | 复合型水合物添加剂及其在混合气体分离与富集中的应用 |
-
2017
- 2017-04-28 CN CN201710296213.7A patent/CN107032464B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103861444A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-06-18 | 大连理工大学 | 一种基于水合物法的二氧化碳捕集和海水淡化联产装置及方法 |
| CN104841237A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-19 | 华南理工大学 | 一种低能耗水合空气分离的装置与方法 |
| CN104974713A (zh) * | 2015-05-26 | 2015-10-14 | 华南理工大学 | 水合物促进剂及其在制备高储气密度气体水合物中的应用 |
| CN106669387A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-17 | 华南理工大学 | 复合型水合物添加剂及其在混合气体分离与富集中的应用 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110564472A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-12-13 | 湘南学院 | 一种抑制水合物分解的方法及水合物储运方法 |
| CN110448997A (zh) * | 2019-08-26 | 2019-11-15 | 华南理工大学 | 一种中草药组合物及其制备方法和应用 |
| CN110448997B (zh) * | 2019-08-26 | 2022-01-18 | 华南理工大学 | 一种中草药组合物及其制备方法和应用 |
| CN113817444A (zh) * | 2020-06-18 | 2021-12-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 能够促进水合物形成的组合物和抑制水合物聚集的水合物生成方法 |
| CN113817444B (zh) * | 2020-06-18 | 2022-11-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 能够促进水合物形成的组合物和抑制水合物聚集的水合物生成方法 |
| CN113913219A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-01-11 | 中国石油大学(北京) | 一种油田伴生气分离回收耦合海水淡化的方法及处理系统 |
| CN114408999A (zh) * | 2022-02-07 | 2022-04-29 | 青岛海洋地质研究所 | 海水淡化与二氧化碳气体分离系统及分离方法 |
| CN115650230A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-01-31 | 清华大学深圳国际研究生院 | 一种co2水合物生成的促进方法及co2封存量的计算方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107032464B (zh) | 2019-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107032464B (zh) | 一种气体水合物促进剂及其在盐水淡化和二氧化碳捕捉中的应用 | |
| US10233089B2 (en) | Integrated process for carbon capture and energy production | |
| CN104261449B (zh) | 利用富含钙和镁的溶液矿化co2制取高纯碳酸盐的方法 | |
| KR101048281B1 (ko) | 탄산염 및/또는 중탄산염 무기물의 동시 생성을 통한 폐기물 스트림으로부터의 이산화탄소의 제거 | |
| US20120298522A1 (en) | Systems and methods for soda ash production | |
| CN103415471B (zh) | 对混合盐水中的盐的选择性回收 | |
| CN104143648B (zh) | 利用微生物燃料电池去除及回收污水中氨氮的装置及方法 | |
| CN104974713A (zh) | 水合物促进剂及其在制备高储气密度气体水合物中的应用 | |
| MXPA05009684A (es) | Regeneracion de una solucion acuosa de un proceso de absorcion de gas acido mediante vaporizacion instantanea y separacion con vapor en cuerpos multiples. | |
| CN104722177B (zh) | 一种浓缩变换和电解再生的二氧化碳捕集系统 | |
| CN102240497A (zh) | 一种从烟气中回收二氧化碳利用夜间电力制甲酸的方法和装置 | |
| EP3895785A1 (en) | Unit for desalination and greenhouse gas sequestration | |
| US11235281B2 (en) | Multi-pollutant exhaust treatment using seawater for marine applications | |
| CN107285544A (zh) | 一种基于风光互补发电和氢能供电的海水淡化系统 | |
| CN106669387B (zh) | 复合型水合物添加剂及其在混合气体分离与富集中的应用 | |
| CN103880046A (zh) | 以钙型岩盐卤水和锅炉烟道气联产碳酸钠、氯化钠、氯化铵工艺 | |
| KR20180126717A (ko) | Lng 기화 폐냉열을 이용한 하이드레이트 기반 하이브리드 냉열 저장 및 해수 수처리 방법 | |
| CN103055682B (zh) | 固体燃料发电站废弃物综合处理工艺及其设备 | |
| WO2013016708A1 (en) | Electrochemical desalination cell | |
| Tu et al. | Reclaimed seawater discharge–desalination brine treatment and resource recovery system | |
| Davies | Solar thermal decomposition of desalination reject brine for carbon dioxide removal and neutralisation of ocean acidity | |
| CN106044714A (zh) | 电解与二氧化氯制备相对独立的综合法二氧化氯制备系统 | |
| CN102617405A (zh) | 一种合成气生产尿素流程中含氢尾气循环利用工艺 | |
| CN203483883U (zh) | 一种己内酰胺装置中废液蒸发浓缩的装置 | |
| Bessarabov et al. | New opportunities for osmotic membrane distillation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191115 |