بررسي آزمايشگاهي اثر نانوذره هاي آهن اكسيد و روي اكسيد بر تشكيل هيدرات كربن دي اكسيد

Experimental Study of the Effect of Iron Oxide and Zinc Oxide Nanoparticles on the Carbon Dioxide Hydrate Formation

در سال هاي اخير تشكيل هيدرات هاي گازي به دليل كاربردهاي آن ها موردتوجه قرار گرفته است. ذخيره و انتفال گاز طبيعي و همچنين جداسازي گازهاي اسيدي مانند كربن دي اكسيد از گاز طبيعي و خروجي موتور هاي احتراق به كمك پديده هيدرات مورد مطالعه گسترده پژوهشگران قرار گرفته است. اثر افزودني ها در تشكيل هيدرات هاي گازي نقش چند گانه اي دارند. برخي از اين افزودني باعث تسريع در تشكيل هيدرات مي شود كه به آن ها ارتقا دهنده گفته مي شود. از جمله اين افزودني ها نانو ذره هاي اكسيدهاي فلزي است. در اين پژوهش اثر نانوذره هاي آهن اكسيد و روي اكسيد بر روي سينتيك تشكيل هيدات مورد بررسي قرار گرفته است. در پژوهش هاي پيشين اثر نانوذره هاي آهن اكسيد بر سينتيك تشكيل هيدرات مورد بررسي قرار نگرفنه است، از سويي بارگذاري جديدي از نانوذره هاي روي اكسيد براي بررسي ظرفيت ذحيره سازي و سرعت تشكيل هيدرات در اين پژوهش مورد مطالعه قرار گرفت. در اين پژوهش بررسي آزمايشگاهي اثر اين نانوذره ها در تشكيل هيدرات گازي و بررسي پارامترهاي سينتيكي تشكيل هيدرات كربن دي اكسيد انجام شد، نتيجه هاي آزمايشگاهي نشان داد ظرفيت ذخيره سازي در حضور نانوسيال تا 10% افزايش يافته است. در حضور نانوسيال روي اكسيد با فشار تزريفي آغازين 37 بار زمان لازم براي تشكيل كامل هيدرات CO2 در حدود 10 برابر و در فشار اوليه 28 بار در حدود 22 درصد نسبت به آب خالص بهبود يافت.

The hydrate formation has been investigated due to its application in recent years. Researchers study applications of hydrate such as gas storage, transportation, and gas mixture sequestration. Several studies have been carried out for clathrate hydrate formation due to their unique applications. In this work, the effects of zinc oxide and ferric oxide Nanoparticles on hydrate formation conditions were investigated. It has been shown that Nanoparticle has a promotion effect on hydrate formation conditions so kinetic and induction time are changed in the presence of these Nanoparticles. In the present study, the new data of carbon dioxide hydrate formation conditions were obtained in the presence of ferric oxide and zinc oxide Nanoparticles. The gas consumption versus time in the hydrate formation process in the presence of ferric oxide and zinc oxide are calculated and compared with those values are obtained by pure water. The results showed that the presence of these Nanofluids in carbon dioxide hydrates led to enhance the storage capacity by about ten percent in some cases and cause the intensification of the hydrate formation rate. Moreover, in the presence of these Nanofluids, at injection gas pressure of thirty-seven bar, the time of termination of hydrate formation decreases about ten times in compared with pure water at the same conditions; However, at twenty-eight bars, this time reduction is about twenty-two percent concerning pure water.