天然气水合物储运技术研究系统

水合物是由水分子（主体分子）与一系列的小分子（客体分子）组成，如甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、氢气等，在一定的温度压力的条件下形成的一类非化学计量的晶体包络物。在自然条件下天然气水合物（俗称“可燃冰”）作为天然气的高效储存介质，广泛的分布在海底和高原冻土层中，是非常规油气能源的重要组成部分。

气体水合物可实现中温、中压、高密度储气，是一项节能、高效、安全的气体储存技术。水合物法储气的节能体现在不需要提供像液化法储气的超低温环境，也不需要提供像压缩法储气高压环境，可在中温、中压下储气。当添加一些水合物生成促进剂时，水合物生成的温度、压力条件可以朝着室温、常压的方向移动，变得更加温和。水合物法储气的高效体现在气体水合物具有较高的质量和体积储气密度。以甲烷水合物为例1体积甲烷水合物可储存约180体积的甲烷气。水合物法储气的安全性体现在气体水合物本身是一个稳定的物质，当外界条件发生猝变时，水合物由于自保护效应可以在一定限度内维持一个相对稳定的状态，不会如液化法储气或者压缩法储气出现短时间内压力迅速上升（爆炸）的现象。一旦储罐内因储存不当（如温控系统失效）导致气体泄露或压力升高时，LNG或CNG会逐步陷入不可控的状态并有爆炸的风险，而气体水合物会随着储罐内压力的升高重新达到相平衡条件并自动恢复到稳定的状态。此外气体水合物在放气时容易控制气体释放速率，综上跟市面上常见的液化法和压缩法储气相比，水合物法储气有更广阔的发展前景。

在水合物储气方面的研究实现了从基础理论研究到应用研究的全覆盖。以储存天然气（含甲烷、乙烷、丙烷等）为主，氢气、空气、二氧化碳等气体为辅并且研究辐射至环境、材料和工程热物理等领域，建立了包括理论模型研究、材料开发、反应器开发、能效分析和能源政策研究等在内的全领域科研生态系统。

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