煤層氣是一種新型清潔能源,可以作為優(yōu)質的能源燃料和化工原料,主要成分為甲烷氣體,其他成分包括氮氣、氧氣、二氧化碳、硫化氫等氣體。甲烷氣體的有效含量直接影響著煤層氣資源的綜合利用方式,提高煤層氣中甲烷氣體的濃度,能夠拓展其應用領域并創(chuàng)造更多的經濟價值。若甲烷濃度不達標將會導致煤層氣無法利用而被直接排放,其遠勝于CO₂的溫室效應和與之伴生的有害氣體將對環(huán)境造成嚴重破壞。因而提高甲烷氣體濃度,可以有效提高煤層氣資源利用效率,不僅能夠避免環(huán)境污染,而且可以節(jié)約寶貴的能源。水合物作為新型技術應用于煤層氣中甲烷氣體的分離具有十分誘人的前景。甲烷氣體能夠優(yōu)于煤層氣中其他組分率先形成水合物,因而可以富集在水合物中,實現(xiàn)與其他氣體組分的分離、達到回收的目的。水合物分離技術仍在不斷地革新,以加快水合物合成過程、提高水合物有效儲氣量為優(yōu)化目標。本文實驗立足于此,通過添加有序介孔材料SBA-15、MCM-41,熱力學促進劑四氫呋喃(THF)和表面活性劑(SDS)的方式進行煤層氣水合物合成實驗,以研究介觀尺度下水合物生成速率和儲氣量的變化特征,綜合分析介孔材料對水合物合成的強化效果。實驗溫...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 煤層氣資源概況
        1.2.1 煤層氣資源
        1.2.2 煤層氣資源開采與利用
    1.3 煤層氣提純與儲運技術
        1.3.1 煤層氣提純技術
        1.3.2 煤層氣儲運技術
    1.4 主要研究內容與技術路線
        1.4.1 研究內容
        1.4.2 技術路線
第二章 氣體水合物技術
    2.1 氣體水合物基本性質
        2.1.1 氣體水合物的晶體結構
        2.1.2 客體分子對晶體結構的影響
    2.2 氣體水合物相平衡熱力學
        2.2.1 van der Waals-Platteeuw水合物熱力學模型
        2.2.2 Chen-Guo水合物模型
        2.2.3 多孔介質內水合物熱力學生成條件
        2.2.4 水合物生成過程強化方法
    2.3 氣體水合物技術應用
        2.3.1 水合物法儲運氣體
        2.3.2 水合物法分離混合氣體
        2.3.3 其他水合物工業(yè)應用
    2.4 本章小結
第三章 介孔材料及其水合物性質
    3.1 介孔材料發(fā)展進程
    3.2 介孔材料水合物
        3.2.1 研究現(xiàn)狀
        3.2.2 水合物合成機理
    3.3 介孔材料SBA-15與MCM-41 表征參數(shù)
    3.4 本章小結
第四章 介孔材料中煤層氣水合物生成實驗
    4.1 實驗方案
        4.1.1 實驗目的
        4.1.2 實驗設計
    4.2 實驗設備與實驗材料
        4.2.1 實驗裝置
        4.2.2 實驗材料
    4.3 實驗步驟與數(shù)據處理
        4.3.1 實驗步驟
        4.3.2 數(shù)據處理
    4.4 實驗結果與討論
        4.4.1 壓力和溫度變化
        4.4.2 儲氣量變化
        4.4.3 水合物的反應速率
        4.4.4 甲烷回收率
        4.4.5 介孔材料對比
    4.5 本章小結
第五章 煤層氣水合物分離技術應用
    5.1 煤層氣水合物相平衡條件預測
        5.1.1 PT狀態(tài)方程
        5.1.2 水合物模型
        5.1.3 相平衡條件預測結果
    5.2 煤層氣水合物分離工藝流程
        5.2.1 工藝流程圖
        5.2.2 可行性分析
    5.3 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 主要結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝



本文編號：3815189