煤層氣是指儲(chǔ)存在煤層中以甲烷（CH₄）為主要成分的烴類氣體,主要吸附在煤基質(zhì)顆粒表面,部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中,是一種優(yōu)質(zhì)清潔能源。我國擁有儲(chǔ)量豐富的煤層氣資源,但每年開發(fā)的煤層氣資源以低濃度煤層氣為主,利用現(xiàn)狀不容樂觀。由于目前低濃度煤層氣利用技術(shù)尚不成熟,導(dǎo)致大量低濃度煤層氣只能直接排放到大氣環(huán)境,不僅造成了大量的能源浪費(fèi),還造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染,因此提高低濃度煤層氣的利用效率已成為能源領(lǐng)域迫切需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。氣體水合物法提純低濃度煤層氣是實(shí)現(xiàn)低濃度煤層氣高效利用的一種重要途徑,受到國內(nèi)外研究者越來越多的關(guān)注。但是,氣體水合物法提純低濃度煤層氣尚處于研究初級階段,結(jié)晶時(shí)間長、CH₄回收率和分離因子低、反應(yīng)速率低等問題是制約該方法實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用的關(guān)鍵因素。針對這些關(guān)鍵問題,本文在納米石墨流體中開展了低濃度煤層氣形成氣體水合物的特性研究,主要研究工作包括:（1）針對低濃度煤層氣形成氣體水合物分離提純效率較低的問題,在納米石墨流體中開展了水合物法分離低濃度煤層氣實(shí)驗(yàn),主要研究了納米石墨流體對反應(yīng)過程中的誘導(dǎo)時(shí)間、氣體消耗量、CH... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 概述
        1.1.2 煤層氣開發(fā)與利用現(xiàn)狀
        1.1.3 氣體水合物及其應(yīng)用技術(shù)
    1.2 氣體水合物法分離混合氣體的研究進(jìn)展
        1.2.1 熱力學(xué)研究進(jìn)展
        1.2.2 動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展
        1.2.3 分離煤層氣的研究進(jìn)展
    1.3 本文的研究內(nèi)容
2 氣體水合物結(jié)晶與生長理論
    2.1 水合物法分離煤層氣的原理
    2.2 氣體水合物的相平衡熱力學(xué)
        2.2.1 相平衡條件的實(shí)驗(yàn)測定方法
        2.2.2 相平衡條件的理論預(yù)測模型
    2.3 氣體水合物的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
        2.3.1 氣體水合物的成核動(dòng)力學(xué)
        2.3.2 氣體水合物的生長動(dòng)力學(xué)
        2.3.3 氣體水合物的強(qiáng)化生成方法
3 低濃度煤層氣形成水合物的動(dòng)力學(xué)特性
    3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
    3.2 實(shí)驗(yàn)材料
    3.3 納米石墨材料的表征
        3.3.1 掃描電鏡測量納米石墨顆粒粒徑的結(jié)果
        3.3.2 納米石墨粒度及納米石墨流體粒度的測量
    3.4 納米石墨流體的制備方法
    3.5 煤層氣在納米石墨流體中生成水合物的實(shí)驗(yàn)步驟
    3.6 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論計(jì)算
    3.7 納米石墨流體體系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.7.1 納米石墨顆粒對煤層氣提純特性的影響
        3.7.2 GNP濃度對煤層氣提純特性的影響
    3.8 煤層氣在不同體系的提純結(jié)果比較
4 煤層氣在納米石墨流體形成水合物的顯微特性
    4.1 高壓可視顯微實(shí)驗(yàn)裝置
    4.2 顯微觀察水合物生長的實(shí)驗(yàn)步驟
    4.3 納米石墨流體中水合物的顯微生長特性
        4.3.1 煤層氣在納米石墨流體中的水合物生長過程
        4.3.2 氣相和液相中水合物的生長形態(tài)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
    B.參與的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]全球變暖視野下中國與墨西哥的能源現(xiàn)狀分析——從傳統(tǒng)型能源模式向多元型能源模式轉(zhuǎn)變[J]. 胡安·岡薩雷斯·加西亞,賀光銀,馮春,崔金星.  鄱陽湖學(xué)刊. 2017(01)
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[6]低甲烷濃度煤層氣的水合物法提純實(shí)驗(yàn)[J]. 鐘棟梁,何雙毅,嚴(yán)瑾,丁坤,楊晨.  天然氣工業(yè). 2014(08)
[7]氣體水合物生成過程強(qiáng)化方法研究進(jìn)展[J]. 張學(xué)民,李金平,吳青柏,王春龍,焦亮.  過程工程學(xué)報(bào). 2013(04)
[8]含氧煤層氣分離提純技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 向廣艷,潘紅艷,張煜,林倩.  貴州化工. 2012(02)
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本文編號：3185874