Опресенение воды и концентрирование полезных элементов в процессе гидратообразования методом кипения и конденсации гидратообразующего газа (фреон 134А) в объеме воды

Актуальность работы связана с решением технологических проблем водоподготовки на энергетических объектах или водоснабжения персонала на автономных объектах, например, морских кораблях. Обратная задача тоже вызывает научный интерес, так как с помощью газогидратных технологий можно концентрировать полезные элементы (литий, золото, редкоземельные металлы и т.д) для упрощения их дальнейшего извлечения. Использование процесса гидратообразования применительно к задаче опреснения морской воды основано на том, что при образовании гидрат забирает в себя только чистую воду из среды формирования, при этом процесс может проводиться при небольших избыточных давлениях и положительной температуре воды.

В результате работы проведена визуализация роста гидратной пленки на поверхности раздела вода – газообразный фреон 134а для случая чистой и солёной воды, что крайне важно для определения скорости роста гидратной структуры; экспериментально уточнена фазовая диаграмма чистой воды и воды с добавлением соли, что позволяет видеть сдвиг линии фазового равновесия влево при увеличении концентрации соли в растворе; определены режимные параметры разрабатываемого метода для оптимизации роста газового гидрата, что позволило получать сопоставимые значения конверсии воды в гидрат в растворах с большей концентрацией соли; выполнена визуализация процесса миграции соленой воды по объему пористой гидратной структуры в направлении охлаждаемых стенок с помощью подкраски раствора. Анализ изъятых образцов показал уменьшение концентрации соли в центре структуры и увеличение концентрации у стенок, что в перспективе может позволить избежать затрат энергии на отжим (прессование или центрифугирование) концентрированного рассола из полученного газового гидрата.

Руководитель работы – к. т. н. Мелешкин А.В., тел. +7(383) 335-65-77.