含环戊烷体系中二氧化碳水合物形成分解热特性

摘要

水合物法分离捕集二氧化碳(CO2)是实现碳减排的重要技术。然而,受制于气体水合物形成分解微观机理的不明确,水合物形成速度慢及气体消耗量低两个关键问题还未得到解决,气体水合物CO2分离捕集技术还未得到商业应用。为了揭示气体水合物形成微观机理,本研究利用激光Raman光谱仪对不同实验条件下生成的CO2水合物进行测试,详细分析了生成的气体水合物的Raman峰,利用低温高压差式扫描量热仪(DSC)对含环戊烷(CP)体系中CO2水合物形成分解进行热表征。研究发现,恒容条件下,初始压力为2.5MPa时,气体消耗量为0.0187 mol/mol,CO2的Raman峰出现在1276.3 cm-1和1379.6 cm-1;初始压力为5.0MPa时,气体消耗量为0.744mol/mol,CO2的Raman峰出现在1276.1 cm-1和1379.6 cm-1。CO2水合物形成分解热结果表明,一方面,随着操作温度、压力条件的变化,形成水合物的种类与结构发生改变;另一方面,对于相同初始体系,最终形成的水合物不是单一的,而是多种水合物共存。此研究结果为进一步理清气体水合物形成微观机理提供了理论基础和重要的科学依据。