驱动力影响下瓦斯水合分离试验研究

发布时间：2017-07-19 19:11

  本文关键词：驱动力影响下瓦斯水合分离试验研究

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【摘要】：瓦斯水合物具有生成条件温和、储气率高的优点,瓦斯水合固化分离技术的深入研究有益于防治矿井瓦斯灾害、优化我国能源结构、减少温室气体排放。瓦斯水合物快速成核生长、高效分离富集是实现瓦斯水合分离技术工业化应用的关键,因此,开展瓦斯水合物动力学及其促进剂的研究具有重要的科学意义和工程价值。我国煤田地质条件复杂,煤层赋存瓦斯CH_4浓度高低不等,鉴于目前关于瓦斯水合物动力学研究多针对于低浓度瓦斯,而关于高浓度瓦斯的相关报道却不多见,因此本文选用CH_4含量为60%、70%的高浓度瓦斯混合气为研究对象。应用Chen-Guo模型计算2℃时两种瓦斯气样在纯水体系的相平衡压力值,在此基础上分别给定4种驱动力,利用高压可视搅拌水合分离实验装置,分别开展2种瓦斯气样在纯水体系、SDS促进剂体系(100mg/L)、油水乳液体系(V油:V水=1:1)的动力学实验,考察驱动力对诱导时间、生长速率以及回收率和分离因子的影响并分析了影响机理。纯水体系实验结果表明:瓦斯气样G1、G2生成水合物的诱导时间均随着驱动力的增大而减小、生长速率均随着驱动力的增大而增大,CH_4回收率和分离因子均随着驱动力的增大而增大。SDS促进剂体系实验结果表明:气样G1、G2生成水合物的诱导时间均随着驱动力的增大而减小、生长速率均随着驱动力的增大而增大。气样G1体系CH_4回收率随着驱动力的增大而增大,分离因子随着驱动力的增大而先增大后减小;气样G2体系CH_4回收率和分离因子均随着驱动力的增大而先增大后减小。SDS体系和纯水体系对比分析表明,气样G1、G2在SDS体系水合物成核诱导时间远小于纯水体系,生长速率远大于纯水体系,瓦斯水合分离效果优于纯水体系。油水乳液体系实验结果表明:气样G1、G2在油水乳液体系水合物生长速率均随着驱动力的增大而增大,气样G1、G2体系CH_4回收率和分离因子均随着驱动力的增大而先增大后减小。对比分析结果表明,相同驱动力条件下,气样G1、G2在油水乳液体系的水合物生长速率远大于纯水体系,但小于SDS促进剂体系;气样G1、G2在油水乳液体系的水合分离效果优于纯水体系,但不及SDS促进剂体系。
【关键词】：瓦斯水合物 驱动力 分离 SDS 油水乳液
【学位授予单位】：黑龙江科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD712
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 1 绪论12-17
• 1.1 课题背景12-13
• 1.2 目的和意义13-14
• 1.3 研究内容及技术路线14-15
• 1.3.1 论文研究内容14
• 1.3.2 技术路线14-15
• 1.4 论文结构15-17
• 2 文献综述17-23
• 2.1 气体水合物概述17-18
• 2.2 瓦斯水合物概述18-19
• 2.2.1 概念18
• 2.2.2 瓦斯水合物研究概况18-19
• 2.3 水合物法分离技术研究现状19-21
• 2.4 气体水合物生成动力学研究概况21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 气体水合物理论基础23-29
• 3.1 气体水合物相平衡热力学理论23-25
• 3.1.1 水合物相平衡热力学模型23-25
• 3.2 水合物生成动力学理论25-28
• 3.2.1 水合物成核动力学25-26
• 3.2.2 水合物生长动力学26-28
• 3.3 本章小结28-29
• 4 瓦斯水合分离实验系统29-35
• 4.1 实验系统29-33
• 4.1.1 高压可视搅拌反应釜29-30
• 4.1.2 温度调控系统30
• 4.1.3 气体增压系统30-31
• 4.1.4 数据采集系统31-32
• 4.1.5 气相色谱分析系统32
• 4.1.6 油水乳液制备装置32-33
• 4.2 实验试剂及操作33-34
• 4.2.1 实验试剂33
• 4.2.2 实验步骤33-34
• 4.3 气体组分测定34
• 4.4 水合物生成相平衡条件预测34
• 4.5 本章小结34-35
• 5 驱动力影响下纯水体系瓦斯水合分离实验研究35-45
• 5.1 实验体系概述35
• 5.2 实验结果与分析35-44
• 5.2.1 实验结果35-39
• 5.2.2 纯水体系驱动力对水合物生长速率及诱导时间的影响39-41
• 5.2.3 纯水体系驱动力对分离效果的影响41-43
• 5.2.4 驱动力影响机理分析43-44
• 5.3 本章小结44-45
• 6 驱动力影响下SDS促进剂体系瓦斯水合分离实验研究45-56
• 6.1 实验体系概述45
• 6.2 实验结果与分析45-55
• 6.2.1 实验结果45-49
• 6.2.2 SDS促进剂体系驱动力对水合物生长速率及诱导时间的影响49-52
• 6.2.3 SDS促进剂体系驱动力对分离效果的影响52-54
• 6.2.4 SDS影响机理分析54-55
• 6.3 本章小结55-56
• 7 驱动力影响下油水乳液体系瓦斯水合分离实验研究56-67
• 7.1 实验体系概述56
• 7.2 实验结果与分析56-65
• 7.2.1 实验结果56-60
• 7.2.2 油水乳液体系驱动力对水合物生长速率的影响60-62
• 7.2.3 油水乳液体系驱动力对分离效果的影响62-64
• 7.2.4 油水乳液影响机理分析64-65
• 7.3 本章小结65-67
• 8 结论与展望67-69
• 8.1 结论67-68
• 8.2 展望68-69
• 参考文献69-74
• 作者简历74-76
• 学位论文数据集76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：564394