水合物法提纯低浓度煤层气的实验研究
[Abstract]:China is rich in CBM resources, but the efficiency of exploitation and utilization is relatively low, especially the low concentration of CBM, which results in a huge waste of resources and serious environmental pollution. Improving the utilization efficiency of coalbed methane (CBM) has become a key problem in energy field. Gas hydrate is a crystalline compound formed by water molecule and gas molecule under certain temperature and pressure. The phase equilibrium conditions of hydrate formation by different gas molecules are different, which is the theoretical basis for the separation of mixed gases by hydrate method. The application of hydrate method in the purification of low concentration coalbed methane (CBM) has a broad application prospect, which has attracted widespread attention of scholars at home and abroad in recent years. However, the key scientific problems need to be solved at present are the excessive crystallization time of hydrate, the harsh temperature and pressure conditions for hydrate formation, and the low recovery rate of methane. In view of these key scientific problems, the separation of low concentration coalbed methane (30.0 mol Ch _ 4 and 60.0 mol N _ 210.0 mol%O2) by hydrate method has been carried out in the solution agitating system, quartz sand system and coal particle system, with emphasis on the study of surfactants. The effect of saturation of porous media on gas consumption, hydrate formation rate and Ch _ 4 recovery rate, etc. The main conclusions are as follows: 1. The phase equilibrium conditions for the formation of hydrate from low concentration coalbed methane in 1. 0 mol%THF solution were determined by using the observation method. Comparing with the phase equilibrium data of pure water system, it is found that the accelerator tetrahydrofuran (THF) greatly reduces the phase equilibrium pressure of the formation of hydrate from low concentration coalbed methane according to the measured phase equilibrium data. The kinetics of coal bed methane (CBM) concentration in THF solution stirring system and THF/SDS solution stirring system was studied. The results show that surfactant SDS can effectively shorten the induction time of hydrate crystallization, promote the rapid formation of hydrate, and improve the recovery rate and separation efficiency of CH4 in quartz sand system. It is found that the crystallization induction time of low concentration coalbed methane in quartz sand system is shorter than that of THF/SDS solution system, and the rate of hydrate formation is faster than that of THF/SDS solution system. However, gas consumption and CH4 recovery were lower. 4. 4. The separation kinetics experiments of coal bed methane with low concentration were carried out in coal particle system. The experimental results show that coal particles have strong adsorption on CH4 gas and greatly shorten the gas hydrate formation process. The smaller the saturation of coal particles, the greater the gas consumption and gas consumption rate. Comparing the experimental results of solution system, quartz sand system and coal particle system, we found that the recovery rate of CH4 gas in THF/SDS solution agitation system was the highest (40%), and the concentration of CH4 in hydrate decomposition gas increased from 30 mol% to 50 mol%. When the saturation of coal particles is 40, the crystallization induction time of hydrate is the shortest, and the gas consumption and gas consumption rate are the largest under the combined action of adsorption-hydration reaction.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD845
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,本文编号:2188056
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