【摘要】：在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的時(shí)代背景下，天然氣備受推崇，正逐漸成為未來世界一次能源的主力軍�？紤]到大量用氣的中心城市和工業(yè)企業(yè)距氣源較遠(yuǎn)，需要將氣源點(diǎn)的天然氣安全、穩(wěn)定和連續(xù)地輸送給用戶。鑒于天然氣儲(chǔ)運(yùn)中的遇到的諸多問題阻礙新型儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，本文重點(diǎn)研究新型儲(chǔ)運(yùn)關(guān)鍵問題，并在此基礎(chǔ)上建立常用與新型五種儲(chǔ)運(yùn)方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析模型，該模型對(duì)于推動(dòng)天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的發(fā)展具有重要的意義。 本文首先研究了天然氣常用儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，包括天然氣管道（PNG）儲(chǔ)運(yùn)、壓縮天然氣（CNG）儲(chǔ)運(yùn)和液化天然氣（LNG）儲(chǔ)運(yùn)等儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)，介紹了其各自的應(yīng)用背景及其工藝流程，并運(yùn)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析靜態(tài)折舊法，從起始站建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)輸成本以及終點(diǎn)站折舊及運(yùn)行費(fèi)用等方面，折算成單位體積的天然氣運(yùn)輸成本進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。 以石油焦為原料，KOH為活化劑，重點(diǎn)研究了用于吸附儲(chǔ)運(yùn)（ANG）的高表面活性炭的制備工藝中預(yù)活化單元、活化單元以及產(chǎn)品精制單元，并采用KOH分步加熱預(yù)活化法來實(shí)現(xiàn)活化比的降低，優(yōu)化了工藝參數(shù)，所生產(chǎn)的比表面積為2565m~2/g，在這種狀態(tài)下孔容為1.354cc/g，孔徑為2.112nm，滿足應(yīng)用要求。在考慮儲(chǔ)存容器的要求的基礎(chǔ)上，通過存儲(chǔ)容器的工作參數(shù)，材質(zhì)的選用及尺寸計(jì)算、儲(chǔ)存容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等步驟，設(shè)計(jì)的儲(chǔ)存容器設(shè)定為容積為45m~3，儲(chǔ)罐長(zhǎng)10000mm，直徑為2400mm。 探討了天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)（NGH）技術(shù)中合物生成的工藝條件，通過正交實(shí)驗(yàn)法得到的水合物形成工藝參數(shù)如下：初始溫度為3℃，初始?jí)毫?MPa，液相體積為500mL，攪拌速度為120r/min、15g十二烷基硫酸鈉和5g烷基多苷配成混合添加劑，其中TBAB的摩爾分?jǐn)?shù)為0.293%，該工藝儲(chǔ)氣量最大可達(dá)190m~3/m~3。 針對(duì)天然氣氣源點(diǎn)和用氣點(diǎn)往往相隔一定距離的實(shí)際情況，考慮三種常用天然氣儲(chǔ)運(yùn)和兩種天然氣新型儲(chǔ)運(yùn)方式的起始站、運(yùn)輸距離和終點(diǎn)站的具體費(fèi)用，應(yīng)用靜態(tài)分析方法，計(jì)算單位體積的天然氣運(yùn)輸成本，建立了五種天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型。該模型能快捷的比較出不同初始?jí)毫Γ?-5MPa）、不同運(yùn)輸路程（0-1500Km）和五種儲(chǔ)運(yùn)方式的單位體積天然氣的儲(chǔ)運(yùn)成本，具有重要的工程現(xiàn)實(shí)意義。 本文針對(duì)五種儲(chǔ)運(yùn)方式，提出了多種節(jié)能措施：（1）LNG冷能利用工藝開發(fā)；（2）高壓天然氣壓力能利用；（3）利用水合物分離天然氣中CO_2的工藝研究。 在上述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，按照單位天然氣所花費(fèi)費(fèi)用為基準(zhǔn)，分別按照起始站點(diǎn)建設(shè)成本、運(yùn)輸成本以及終點(diǎn)站建設(shè)成本計(jì)算各自的費(fèi)用，將單位體積的天然氣運(yùn)輸成本建立了儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)分析模型，通過Jav和C++語言程序設(shè)計(jì)，編寫了天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型軟件。該軟件可根據(jù)起始?jí)毫Α⑦\(yùn)輸距離得出在起始?jí)毫π∮?MPa，距離小于1500km內(nèi)的最優(yōu)儲(chǔ)運(yùn)方式，該系統(tǒng)可在window系統(tǒng)下進(jìn)行操作。該模型是一個(gè)綜合性的比較成本分析軟件，特別對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)天然氣的儲(chǔ)運(yùn)問題的解決具有重要的借鑒作用。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TE82
【圖文】：

氣體化合物與氣體元素的混合物，其基本成分為甲烷，此外還有 C2-C5烴類氣體、N2、CO2、H2S 等非烴類氣體，是優(yōu)質(zhì)的氣體燃料和基本的化工原料。天然氣分為常規(guī)天然氣和非常規(guī)天然氣。常規(guī)天然氣指在地殼巖石層中聚集為氣田的天然氣或與石油伴生的天然氣。非常規(guī)天然氣則包括煤層氣（CBM），天然氣水合物（NGH），地下水圈溶解氣，致密砂巖氣（Tight Sands Gas），頁巖氣和深盆氣等。在世界上已進(jìn)行勘探的 400 個(gè)盆地中，目前只有 50 個(gè)盆地發(fā)現(xiàn)有大油田，占已勘探盆地的總數(shù)的 12.2％，然而它卻擁有天然氣探明儲(chǔ)量 91×1012m3，集中了探明天然氣總儲(chǔ)量的 82.8％。世界約 70％的天然氣儲(chǔ)量集中在中東和俄羅斯。根據(jù) 2012《BP 世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》書籍表明（見圖 1-1），天然氣從 1991 年、2001年至 2011 年各主要產(chǎn)出洲探明儲(chǔ)量從數(shù)量上面有很大的增加，以中東和歐洲為主，亞洲探明儲(chǔ)量也顯著增加，且在全球的比例也在增加。天然氣探明儲(chǔ)量世界分布情況如圖 1-1：

圖 1-2 2011 年天然氣全球貿(mào)易流量圖Fig. 1-2 Natural gas flow chart of Global trade in 2011隨著對(duì)天然氣的需求量越來越多，天然氣的貿(mào)易越來越頻繁。根據(jù)圖 1-2以看出，管道天然氣和液化天然氣為兩種主要的長(zhǎng)途運(yùn)輸方式，其中海上業(yè)務(wù)液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)，陸地上為管道天然氣儲(chǔ)運(yùn)，中東為主要的出產(chǎn)國(guó)，亞洲和歐對(duì)液化天然氣的貿(mào)易非�；钴S。單位：10 億立方米

圖 1-2 2011 年天然氣全球貿(mào)易流量圖Fig. 1-2 Natural gas flow chart of Global trade in 2011隨著對(duì)天然氣的需求量越來越多，天然氣的貿(mào)易越來越頻繁。根據(jù)圖 1-2 可以看出，管道天然氣和液化天然氣為兩種主要的長(zhǎng)途運(yùn)輸方式，其中海上業(yè)務(wù)為液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)，陸地上為管道天然氣儲(chǔ)運(yùn)，中東為主要的出產(chǎn)國(guó)，亞洲和歐洲對(duì)液化天然氣的貿(mào)易非�；钴S。北美其他前蘇聯(lián)

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本文編號(hào)：2761429