توضیحات
چکیده
در این مقاله به بررسی تشکیل هیدرات هیدروژن توسط تزریق گاز هیدروژن به مخزن نگهداری هیدرات نیتروژن در دمای ثابت پرداخته شده است. به منظور بررسی تاثیر حضور هیدرات نیتروژن، از تکنیک شبیه سازی دینامیک مولکولی استفاده شد که دید بسیار مناسبی از مکانیسم های مولکولی فرآیندهای مختلف از جمله رشد و تجزیه ی بلور هیدرات، در اختیار قرار میدهد. در جعبه ی شبیه سازی 8سلول واحد ساختار IIهیدرات نیتروژن که در راستای محور xبا مولکول های هیدروژن احاطه شده است، قرار داده شد و شبیه سازی در دما و فشار مشخص و برای مدت زمان معینی انجام شد. نتیجه ی شبیه سازی با هنگرد NPTاین بود که گاز نیتروژن با افزایش حجم هیدرات از آن خارج شده و به وسیله ی گاز هیدروژن جایگزین می شود. با بررسی توابع توزیع شعاعی مشخص شد که مولکول های هیدروژن در ابتدا حفره های بزرگ تر را پر می کنند و ساختار حفره ها در جابجایی گازها تقریبا ثابت می ماند. همچنین با بررسی داده های ترمودینامیکی، دیدیم که فشار تشکیل به کمتر از 300 barکاهش یافت.
مقدمه
هیدراتها جامدهایی بلوری هستند که شامل ترکیبات تشکیل شده از شبکه ی پیوندهای هیدروژنی مولکولهای آب میباشند. این جامدها از سلولهای چندوجهی ناشی از وجود پیوندهای هیدروژنی مولکولهای آب تشکیل شده اند که با قرارگرفتن مولکولهای مهمان درون این چند وجهی ها، پایدار میشوند. این پایداری به دلیل وجود تعادل ظریفی که ناشی از برهم کنش های آبگریز (Hydrophobic) و آبدوست (Hydrophilic) بین مولکولهای آب و مولکولهای مهمان است، حاصل میشود. یکی از کاربردهای هیدرات که اخیرا بیشتر به آن توجه شده است مربوط به افزایش تقاضا برای استفاده از هیدروژن به عنوان سوخت میباشد که در آن هیدراتها به عنوان یک محیط ذخیرهسازی هیدروژن مطرح هستند. بعد از کشف خاصیت خود نگهداری هیدرات استفاده از هیدرات جهت ذخیره سازی و انتقال گاز به صورت جدی تر مطرح گردید. این خاصیت به هیدرات اجازه می دهد که در فشار پائین تر از فشار تشکیل آن پایدار بماند. بعد از تشکیل هیدرات در فشار بالا آن را تا زیر صفر درجه سانتی گراد سرد میکنند و فشار را به فشار اتمسفر کاهش می دهند.
ABSTRACT
This paper examines the formation of hydrogen hydrates by injecting hydrogen gas into a nitrogen hydrate storage tank at a constant temperature. In order to investigate the effect of the presence of nitrogen hydrate, a molecular dynamics simulation technique was used that provides a very good view of the molecular mechanisms of various processes, including the growth and decomposition of hydrated crystals. In the simulation box, 8 cells of the unit II structure of nitrogen hydride were placed along the x axis with hydrogen molecules and the simulation was performed at a specified temperature and pressure for a specified period of time. The result of NPT’s simulation was that nitrogen gas was removed by increasing hydrate and replaced by hydrogen gas. By investigating the radial distribution functions, it was found that hydrogen molecules initially fill larger cavities and the structure of the cavities in the gas displacement is almost constant. Also, by examining the thermodynamic data, we found that the formation pressure was less than 300 bar.
INTRODUCTION
Hydrates are crystalline solids that contain compounds composed of a hydrogen bonding network of water molecules. These solids are made up of multifilamentary cells due to hydrogen bonds of water molecules that are stable with the presence of guest molecules within these multifaceted faces. This stability is achieved due to the delicate balance resulting from hydrophobic interactions and hydrophilic interactions between water molecules and guest molecules. One of the most recent hydrate applications is the increased demand for hydrogen as a fuel, in which hydrates are considered as a storage medium for hydrogen. After discovering the hydrate’s own property, hydrate was used to store and transport gas more seriously. This property allows hydrate to stay stable at a pressurized lower than its forming pressure. After forming hydrate under high pressure it cools to below 0 ° C and reduces pressure to atmospheric pressure.
Year: 2013
Publisher : Second National Gas Hydrate Conference of Iran
By : Mojtaba Haghighat Lari, Vahid Taqi Khani
File Information: persian Language/ 9 Page / size: 931 KB
Only site members can download free of charge after registering and adding to the cart
سال : 1392
ناشر : دومین همایش ملی هیدرات گازی ایران
کاری از : مجتبی حقیقت لاری ،وحید تقی خانی
اطلاعات فایل : زبان فارسی / 9 صفحه / حجم : KB 931
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.