Methane and carbon dioxide hydrates properties in presence of Inconel 718 particles: Analyses on its potential application in gas separation processes to perform efficiency improvement

甲烷 二氧化碳 笼状水合物 因科镍合金 化学工程 多孔性 石英 碳纤维 材料科学 水合物 分子 化学 有机化学 冶金 复合材料 工程类 合金 复合数
作者
Alberto Maria Gambelli,Giulia Stornelli,Andrea Di Schino,Federico Rossi
出处
期刊:Journal of environmental chemical engineering [Elsevier]
卷期号:9 (6): 106571-106571 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.jece.2021.106571
摘要

Methane and carbon dioxide hydrates were formed in a small-scale experimental apparatus and in presence of a pure-quartz porous sediment impregnated with Inconel 718 particles produced via gas atomization and destined to additive manufacturing applications. The aim of this work consisted in exploring for the first time the effect of such material, commonly used in additive manufacturing, for gas hydrates production, in order to detect its properties in this field and its potential applications. Three In concentrations were tested: 8.68, 17.36 and 26.04 wt%. Multiple tests were carried out for both the guest compounds considered. This compound was found to act as promoter for the process in presence of methane and inhibitor in presence of carbon dioxide. In particular, at temperatures ranging from 2.1° to 6.5 °C and with 26.04 wt% In, CO2 molecules required higher pressure than CH4 molecules for being trapped into water cages. Because CO2 hydrates naturally form at milder thermodynamic conditions than CH4 hydrates, the existence of a narrow thermodynamic region, with this reverse property, was highlighted for being suitably exploited to improve the efficiency of CO2/CH4 mixture separation via hydrates formation.

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