Open AccessAn experimental and theoretical study of carbon dioxide hydrate formation systems
Author(s) -
Fragkiskos Tzirakis,
Φραγκίσκος Τζιράκης
Publication year - 2021
Language(s) - Uncategorized
Resource type - Dissertations/theses
DOI - 10.12681/eadd/46243
Subject(s) - van der waals force , carbon dioxide , clathrate hydrate , materials science , hydrate , thermodynamics , chemistry , physics , organic chemistry , molecule
Η κρυστάλλοποίηση υδριτών μπορεί να καταστεί εξίσου σημαντική μέθοδος δέσμευσης άνθρακα υπότον όρο ότι αυτή η τεχνολογία θα υποβληθεί σε περαιτέρω έρευνα. Προς το σκοπό αυτό, η μελέτη αυτή προσπαθεί να ρίξει φως σε ένα αρκετά νέο θέμα της έρευνας: την προώθηση υδριτών. Η προώθηση υδριτών συνεπάγεται την παραγωγή υδριτών σε χαμηλότερες πιέσεις (και συνεπώς χαμηλότερα λειτουργικά έξοδα) με τη χρήση ειδικών χημικών ουσιών (προωθητών). Αρχικά, εκτεταμένη βιβλιογραφική ανασκόπηση έδειξε ότι τόσο τα πειραματικά δεδομένα όσο και ημοντελοποίηση σε αυτό το θέμα είναι επιτακτικά. Ως εκ τούτου, παράχθηκαν και δημοσιεύθηκανπειραματικά δεδομένα χρησιμοποιώντας ως προωθητές άλατα τετρα-η-βουτυλαμμωνιακού βρωμιδίου, φθορίου και κυκλοπεντανίου σε συνεργασία με την MINESParisTech στη Γαλλία. Αυτές οι χημικές ουσίες είναι γνωστές για τις δυνατότητες μείωσης της πίεσης σχηματισμού υδριτών. Τα αποτελέσματα είναι σε καλή συμφωνία με τη βιβλιογραφία. Επιπλέον, ο ταυτόχρονος συνδυασμός αυτών των χημικών ουσιών επέτυχε μεγαλύτερη μείωση της πίεσης απ 'ότι αν χρησιμοποιηθούν χωριστά. Στη συνέχεια, μετρήθηκαν οι πειραματικές αβεβαιότητες (για τα ηλεκτρόδια πίεσης/θερμοκρασίας όπως και του αέριου χρωματογράφου) και υπολογίστηκαν (για τις εισαγόμενες ποσότητες νερού και χημικών ουσιών). Οι αβεβαιότητες ήταν σε αποδεκτό επίπεδο για όλες τις περιπτώσεις. Μια περαιτέρω αξιολόγηση των πειραματικών δεδομένων, όσον αφορά τη συνέπειά τους, περιελάμβανε τη χρήση της εξίσωσης Clapeyron. Αποδείχθηκε ότι τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας και πολλά από τα συστήματα της βιβλιογραφίας είναι αρκετά ικανοποιητικά. Τέλος, το γνωστό μοντέλο υδριτών van der Waals-Platteeuw συνδυασμένο με την καταστατική εξίσωση CPA χρησιμοποιήθηκε έναντι πειραματικών δεδομένων όπως αναπτύχθηκε στο CERE, DTU. Το μοντέλο προέβλεψε πολύ ικανοποιητικά τα αποτελέσματα της CP αυτής της εργασίας καθώς και άλλα συστήματα CO2+κυκλοαλκανίων από τη βιβλιογραφία. Η συνέπεια αυτού του μοντέλου έγκειται, μεταξύ άλλων, στο γεγονός ότι οι φάσεις μοντελοποιήθηκαν μόνο με CPA Eos ενώ συσχετίσεις χρησιμοποιούνται στις τρέχουσες δημοσιεύσεις για την υδατική φάση και μία καταστατική εξίσωση για την υδριτική φάση.