胡慧慧，杨亮，刘道平，张柯

（1 上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093； 2 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室，上海 200093）

引 言

在绿色环保理念引领社会与经济高质量发展新形势下，人们对清洁能源尤其是高能天然气的需求持续增长。天然气作为低碳环保能源，广泛应用于民用、发电、化工和交通等领域。随着全球范围内天然气水合物的大量发现，人们利用水合物独特的物理化学特性，尝试以水合物形式储存天然气。水合物储存天然气是在一定温度和压力下，水分子间通过氢键形成笼型结构，将天然气分子包裹于笼内，形成类冰状结晶化合物[1]。水合物储能密度极高，单位标准体积固体水合物可稳定储存160～180标准体积天然气。与液化天然气、压缩天然气等传统天然气储存方式相比[2-4]，水合储气技术具有高效、安全、经济的优点。然而，静态纯水体系中水合物生长速率缓慢、储气密度不高，限制了水合储气技术工业化应用。

要实现气体水合物高效快速生成，强化水合反应气液接触是重要手段之一。通过搅拌[5-6]、喷雾[7]、鼓泡[8-10]和其他机械方法[11-12]强化气液扰动，可增大气液接触面，促进水合物的快速形成。然而机械扰动需辅助设施且增加额外能耗，系统中产生的摩擦热也不利于水合物成核、生长，因此，发展气体水合物生成静态强化技术至关重要。在水中引入水合物动力学添加剂（如表面活性剂），改善水的界面张力以及水合物形貌，能有效促进水合物成核和生长[13-16]。……