Wir präsentieren ein Protokoll zur Messung der thermischen Eigenschaften von synthetischen hydrathaltigen Sedimentproben, die Sand, Wasser, Methan und Methanhydrat enthalten.
Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.
Methodenartikel
Protokoll zur Messung der thermischen Eigenschaften einer unterkühlten Synthetic Sand-Wasser-Gas-Methanhydrat Probe
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Methanhydrate (MHs) sind in großen Mengen am Meeresboden und im Permafrost vorhanden. Methan und Hydrogenhydrate werden als zukünftige Energieressourcen und Energiespeichermedien untersucht. Um ein Verfahren zur Gasgewinnung aus natürlichen MH-haltigen Sedimenten und hydratbasierten Technologien zu entwickeln, ist es unerlässlich, die thermischen Eigenschaften von Gashydraten zu verstehen.
Messungen der thermischen Eigenschaften von Proben, die aus Sand, Wasser, Methan und MH bestehen, sind schwierig, da die Schmelzwärme von MH die Messungen beeinflussen kann. Um dieses Problem zu lösen, haben wir Messungen der thermischen Eigenschaften unter unterkühlten Bedingungen während der MH-Bildung durchgeführt. Das Messprotokoll, die Berechnungsmethode für die Sättigungsänderung und Tipps für die Analyse der thermischen Konstanten der Probe mit Hilfe von Techniken mit transienten ebenen Quellen werden hier beschrieben.
Der Einfluss der Bildungswärme von MH auf die Messung ist sehr gering, da die Gashydratbildungsrate sehr langsam ist. Dieses Messverfahren kann auf die thermischen Eigenschaften des Gashydrat-Wasser-Gastgas-Systems angewendet werden, das Wasserstoff-, CO2 - und Ozonhydrate enthält, da die charakteristische niedrige Bildungsrate von Gashydrat nicht nur bei MH auftritt. Der entscheidende Punkt dieser Methode ist die geringe Phasenübergangsrate des Zielmaterials. Daher kann diese Methode auf andere Materialien mit niedrigen Phasenübergangsraten angewendet werden.
Einleitung
Gashydrate sind kristalline Verbindungen , die Käfigstrukturen von wasserstoffgebundenen Wassermoleküle umfassen enthält Gastmoleküle in den Käfig 1. Große Mengen an Methanhydrat (MHS) in den Meeresboden und Permafrostregionen sind interessante Zukunftsenergieressourcen , sondern globale Klimabedingungen 2 beeinflussen können.
Im März 2013 führte die Japan Oil, Gas und Metals National Corporation die erste Offshore - Produktionstest der Welt Gas aus natürlichen MH haltigen Sedimenten im östlichen Nankai Trough mit dem "Entspannungsmethode" 3,4 zu extrahieren.
Gashydrate können ....
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Protokoll
Hinweis: Bitte konsultieren Sie alle relevanten Sicherheitsdatenblätter wie diese Studie Hochdruck brennbare Methangas und einen großen Hochdruckbehälter verwendet. Tragen Sie einen Helm, Schutzbrille und Sicherheitsschuhe. Wenn die Temperatur-Steuersystem aufhört, steigt der Druck in dem Gefäß mit MH Dissoziation. Um Unfälle zu vermeiden, ist die Verwendung eines Sicherheitsventilsystem dringend empfohlen, zur Freigabe automatisch das Methangas in die Atmosphäre. Das Sicherheitsventil-System kann ohne Stromversorgung arbeiten.
1. Herstellung der Sand-Wasser-Methan - Gasproben 9
- Platzieren Sie den Hochdruckbehälter a....
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Ergebnisse
Figur 2a zeigt das Temperaturprofil , das nicht von MH Schmelz beeinflusst wird. & Dgr; T c ist die Temperaturänderung aufgrund der thermischen Konstanten "Messung. 2b das Temperaturprofil zeigt , das von MH Schmelz beeinflusst wird. Das Profil in Figur 2b nicht durch Gleichungen 1 und 2 untersucht werden , da diese Gleichungen unter der Annahme , stabile Probenbedingungen abgeleitet werden.
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Diskussion
Die Wirkung der Bildung Wärme MH auf der Messung geschätzt. Die Bildung von Wärme MH wurde von Produkten Änderungsrate des S h geschätzt , wie in 3b und die Bildungsenthalpie H = 52,9 kJ mol -1 für MH 14 gezeigt. Infolgedessen wurde die maximale Temperaturänderung 0,00081 ° C s -1. Dies war viel niedriger als der Temperaturanstieg & Dgr; T c des TPS - Sensor zwischen 1 ° C und 1,5 ° C während des Zeitintervalls von 5 S.......
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Offenlegungen
Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Danksagungen
Diese Studie wurde finanziell von der MH21 Research Consortium für Methanhydrat Ressourcen in Japan und der National Methanhydratförderung Programm durch das Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie unterstützt. Die Autoren möchten T. Maekawa und S. Goto für die Unterstützung bei den Experimenten zu danken.
Abgedruckt Zahlen mit freundlicher Genehmigung von (Muraoka, M., Susuki, N., Yamaguchi, H., Tsuji, T., Yamamoto, Y., Energy Fuels, 29 (3), 2015, 1345-1351, 2015, DOI.: 10.1021 / ef502350n). Copyright (2015) American Chemical Society.
....Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| TPS Temperatursonde, Hot-Disk-Sensor | Hot Disk AB Co., Schweden# | 7577 | Kapton-Sensortyp, Sensorradius 2.001 mm |
| Thermischer Analysator für Hot-Disk-Eigenschaften | Disk AB Co., Schweden | TPS 2500 | |
| Toyoura Standard Quarzsand | Toyoura Keiseki Kogyo Co., Ltd., Japan | N/A | |
| Methangas, 99,9999% | Tokyo Gas Chemicals Co., Ltd., Japan | N/A | Klasse 6 N, Band 47 L, Ladedruck 14,7 |
| MPa-Wasseraufbereitungssystem, Elix Advantage 3 | Merck Millipore., USA | N/A | 5 MΩ cm (bei 25 ° C) |
| Widerstandsvibriertisch, Vivratoriumspacker | Sinfonia Technology Co. Ltd., Japan | VGP-60 | |
| Kühler, thermostatischer Badthermostat | THOMAS KAGAKU Co., Ltd., Japan | TRL-40SP | |
| Coorant, Aurora Sole | Tokyo Fine Chemical Co., Ltd., Japan | N/A | Ethylenglykol 71 wt% |
| Temperaturmessgerät | Nitto Kouatsu., Japan | N/A | Pt 100, Platin-Widerstands-Temperaturdetektor mit Mantel |
| Manometer | Kyowa Electronic Instruments., Japan | PG-200 KU | |
| Datenlogger | KEYENCE., Japan | NR-500 | |
| Massendurchflussregler | OVAL Co., Japan | F-221S-A-11-11A | Maximaler Durchfluss 2.000 N ml/ M, maximaler Auslegungsdruck 19,6 Mpa |
Referenzen
- Sloan, E. D., Koh, C. A. Clathrate Hydrates of Natural Gases, 3rd ed. , 3rd ed, CRC Press. Boca Raton, FL. (2007).
- Hatzikiriakos, S. G., Englezos, P. The relationship between global warming and methane gas hydrates in the earth. Chem. Eng. Sci. 48 (23), 3963-3969 (1993).
- Yamamoto, K.....
Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.
Nachdrucke und Genehmigungen
