Ученые в Сибири предложили новую технологию получения газовых гидратов
Новосибирск. 6 ноября. ИНТЕРФАКС - Новосибирские ученые разработали новую технологию искусственного получения газовых гидратов, которая может применяться для опреснения и очистки воды, транспортировки газов и других задач, сообщает издание СО РАН "Наука в Сибири".
"Суть нашего метода создания гидратов заключается в том, что в установке поддерживается одно давление, однако температура по высоте установки разная. Ключевой особенностью метода является использование процесса кипения газа, который сжижается на стенках экспериментальной установки и кипит на подогреваемом дне. Это решение позволяет справляться с несколькими задачами. Во-первых, поверхность пузырьков постоянно обновляется благодаря кипению и последующей конденсации газа. Во-вторых, в установку вводится большое количество газа, поскольку он находится в сжиженном состоянии. Наконец, при высвобождении газа температура в пузырьке оказывается наименьшей, почти равной температуре насыщения. Наложение этих факторов приводит к тому, что на всплывающих пузырьках и формируются гидраты", - отмечает старший научный сотрудник Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН (Новосибирск) Антон Мелешкин.
По его словам, если условия были правильно подобраны, на поверхности воды начнет активно расти газогидратная шапка, после извлечения и отжима которой получается чистая вода и очень концентрированный раствор, откуда также можно отобрать полезные элементы.
Газовые гидраты представляют собой соединения, образующиеся из воды и газов (за исключением водорода). В этих структурах молекулы воды формируют трехмерные полости, в которые помещаются молекулы газа, внешне они очень похожи на снег или дробленый лед.
В единице объема газогидрата метана может содержаться до 170 объемов газообразного метана, поэтому транспортировка природного газа - одно из перспективных направлений использования газовых гидратов.
Отмечается, что основные технологии, используемые в настоящее время для опреснения воды, включают шоковую дистилляцию, основанную на процессе испарения, и обратный осмос, имеющие свои ограничения.
Главной научной новизной разработки является инновационный метод получения самого газового гидрата из морской воды, не требующий химических добавок, ускоряющих процесс гидратообразования - никаких дополнительных воздействий на газожидкостную систему не требуется, только одновременный нагрев и охлаждение рабочей секции.
Ученые использовали в экспериментах фреон 134а (изомер тетрафторэтана) или элегаз (гексафторид серы), имеющие преимущества перед углекислым газом: на одну молекулу СО2 приходится шесть молекул воды, тогда как фреон 134а способен захватывать 17 молекул воды на одну молекулу газа. Кроме того, для образования гидратов фреон 134а и элегаз требуют меньшего давления. В сжиженном состоянии они тяжелее воды, что позволяет им сразу опускаться на дно камеры при попадании в воду.
Свои исследования ученые проводят в сотрудничестве с лабораторией клатратных соединений Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН (Новосибирск) в рамках проекта, поддержанного грантом РНФ.