天然气水合物形成及聚集形态实验

采用自行设计的高压反应釜进行了油水及含粉砂体系天然气水合物的生成实验,分析了含水率、防聚剂司盘80(Span80)浓度及粉砂对水合物生成形态的影响。结果表明:水合物生成位置包含液滴表面(高含水率除外)、气-液-固界面和气-固界面;Span80浓度上升,乳状液越稳定,水合物生成位置由气-液-固界面转移至液滴表面;同时,水合物形态先由块状变化至分形聚集体,进而变化为颗粒状,形成稳定的水合物浆。含粉砂体系水合物颗粒含有包裹砂粒和不包裹砂粒的两种形态,附壁水合物层呈分层结构;含砂流动体系中泥沙颗粒以含砂水合物颗粒碰撞粘附和卷携砂粒的形式进入水合物层中。     

流动体系中二氧化碳水合物堵管时间实验研究

在新建高压水合物浆液流动环道上开展了水+二氧化碳体系水合物堵管实验,利用先进的高压粒度仪(FBRM)设备对水合物生成及堵管过程中的粒径分布进行了实时监测和分析;首次研究了压力、流量等因素对二氧化碳水合物堵管时间的影响。实验结果表明,系统压力升高,水合物发生堵管的时间会显著缩短(压力3.8 MPa时,堵管时间1.7 h;压力2.8 MPa时,堵管时间2.4 h),越容易堵管;流量越大,水合物发生堵管的时间越长(流量754 kg/h时,堵管时间1.59 h;流量1657 kg/h时,堵管时间4.34 h),较不易堵管;并且在水合物生成及堵管过程中,由于流体中液滴/颗粒发生碰撞和聚并,导致60²00μm范围的颗粒数目有显著增加。     

基于在线颗粒分析仪的水合物生成特性实验研究

利用先进的在线颗粒分析测量仪探究了水合物生成过程中颗粒弦长的变化情况,研究了流体流速、阻聚剂加剂量和含水量对水合物生成过程中颗粒的影响,从而找出水合物的生长规律。实验结果表明:该设备可以定量地表征水合物生成过程中颗粒的聚并情况;流体流速、阻聚剂浓度和含水量等因素对水合物的生成过程都有一定的影响,其中阻聚剂和含水率对水合物颗粒粒径大小及分布的影响较大,而在加剂条件下流速对水合物颗粒粒径的影响程度减弱,但较低的流速仍会导致水合物颗粒的聚并现象。     

液-液两相自然射流形成液滴的影响因素

通过记录液-液体系中射流断裂形成液滴的过程,分析了孔径、流速对液滴粒径的影响,得出结论,孔径越大形成的液滴平均粒径越大,液滴粒径随流速的增加先减小后增大。     

脉冲电场作用下W/O乳状液中水滴变形的数值模拟研究

油包水型乳状液使原油的品质降低,增加原油在收集、储存及运输过程中的负荷。脉冲电场破乳,能有效避免水链形成。对脉冲电场作用下的液滴运动规律进行模拟,建立液滴在脉冲电场作用下的物理模型和乳状液界面动力学模型;研究了脉冲电场中乳状液的电场强度、占空比、介电常数等参数对液滴变形行为的影响;针对脉冲电场中乳状液的电场强度、分散相水滴的受力以及各电场参数,研究水滴变形的作用机理,得到水滴变形速率方程,该方程能够较为客观地反映出脉冲电场作用下水滴的变形规律。     

超声驻波场下W/O乳状液分离特性研究

建立超声驻波场下油中水滴的位移模型,研究声强、辐照时间、频率、油水界面张力以及油品黏度对W/O乳状液分离特性的影响。对比位移模型和试验结果发现:脱水率随声强的增加先增大后减小,存在一个最优声强Io,使得脱水率达到最高;脱水率随辐照时间的增加先增大后减小,存在一个最优辐照时间To。随着超声波频率的增大,乳状液脱水率逐渐减小,且最优声强Io也减小。声流与声空化对超声驻波场下乳状液的分离过程有较大的破坏作用。乳状液脱水率随油水界面张力的降低先增大后减小,随油品黏度降低而增大。     

原油乳状液液滴直径测量软件开发与应用

原油乳状液广泛存在于石油工业的各个环节中,乳状液液滴的粒径是研究其稳定性和黏度的重要影响因素之一。因此,准确、快速地测量乳状液中液滴的直径是一切研究的基础。结合原油乳状液液滴直径测量的需要,开发了与之相适应的直径测量软件。该软件由图片打开、预处理、二值化、边缘检测、直径测量五个部分构成。实际应用表明,该软件便捷高效、实用性强,因此该软件为乳状液液滴直径测量提供了有力的技术手段。     

分布板进气方向对气化炉内颗粒分布的影响

采用MP-PIC (multi-phase particle in cell)方法模拟了三维多段气化炉（上部快速床,下部鼓泡床）多粒径煤粉的循环流化过程,研究了分布板不同进气方向对气化炉内颗粒分布的影响。结果表明:分布板开孔与水平方向夹角越大,物料进入快速床并形成流化状态越快,但对成形后的流化形态影响较小;分布板进气方向对分布板处的轴向颗粒浓度分布影响较大,对快速床内轴向颗粒浓度分布影响较小;随着分布板进气方向与水平夹角的减小,鼓泡床下部颗粒浓度增大,固相颗粒通量增大;分布板进气方向对旋风分离效率影响较小。因此,工程上可根据需要适当减小分布板进气方向与水平方向的夹角来增加分布板上部颗粒浓度分布。     

制备粒径均匀碳纳米颗粒的研究

通过沸石的结构变形采用化学气相沉积法制备出了粒径均匀的碳纳米颗粒.利用X射线衍射,场发射扫描电镜,高分辨透射电镜对样品进行了结构表征和分析.结果表明:形成的碳纳米颗粒粒径均在100 nm左右,呈实心、准球状,纯度很高,且石墨化程度较低.其生成机理为:沸石在高温下结构发生变形,出现片状和孔状结构,从而为碳纳米颗粒的生长提供适宜的环境.     

纳米尺度AgBr/I乳剂颗粒的光电子衰减行为

本文以鱼明胶为保护介质,在不同的鱼明胶-溴化银比值下,采用双注法制备AgBr/I纳米颗粒乳剂,以TEM观测颗粒形态,据此统计得出该乳剂中AgBr/I纳米颗粒平均粒径(d)及粒径分布系数(|±σ|/d).鱼明胶-溴化银比值在0.31 g/mmol-0.62 g/mmol范围内,颗粒平均粒径仅有微小变化,但粒径分布系数随该比值的增大而减小,表明颗粒均一性提高.采用微波光导法对该纳米尺度AgBr/I乳剂颗粒的光电子衰减过程进行测试,结果表明,纳米尺度Ag-Br/I乳剂颗粒的光电子衰减过程为双组分,即初始快衰减和随后慢衰减,其衰减过程皆符合一级动力学规律.该纳米尺度乳剂颗粒光电子寿命较常规乳剂颗粒明显缩短.