微波作用下天然气水合物分解的研究进展及应用前景

作者: 李栋梁 樊栓狮(中国科学院广州能源研究所气体水合物中心，广州) 收录来源: 中国新能源网
【摘要】微波具有独特的加热效果，已经有实验证明微波对天然气水合物的分解有很大的促进作用，具有一定的应用前景，本文将对微波和天然气水合物的作用的国内外实验研究进展进行介绍，并对之进行适当评述，最后对微波在天然气工业中的应用进行展望。

天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate），又称笼形包合物（Clathrate），它是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、pH值等）下由水和天然气组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物，其遇火即可燃烧，俗称“可燃冰”。它可用M.nH₂O来表示，M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。组成天然气的成分如CH₄、C₂H₆、C₃H₈、

C₄H₁₀等同系物以及CO₂、N₂、H₂S等。

微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波，微波是指频率为300MHz-300KMHz的电磁波，即波长在1米到1毫米之间的电磁波。在工业中常用来做加热的微波频率为2450MHz和915MHz。

微波在化学工业中已取得了很多成果，并已大量应用于各种化学工业中，现在已经逐渐成为一门新兴学科--微波化学。主要原因是

微波具有独特的加热性能，其加热与其他的加热方式不同，热量从介质内部产生，温度场比较均匀，所以非常有利于化学反应的进行。而天然气水合物是一种极性分子，它对微波有一定的吸收作用（天然气水合物的介电常数大约为58，比冰略小^[1]），在微波的辐射下会产生热效应而分解。因此，在微波的作用下，可以加快天然气水合物的分解，也可以抑制水合物的生成。

1．国内外研究进展

1．1 国外对微波和天然气水合物作用的实验研究

国外对水合物的研究起步较早，但由于实验难度太大，对微波和水合物的研究也很少，1999年3月，美国密西西比州立大学的教授R. E. Rogers作了一个报告，他在报告中提到了的他们的一点研究^[3]。其实验装置如图

1所示。

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