本文關(guān)鍵詞：5A沸石分子篩填充管線反應(yīng)器煤層氣水合物合成的實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤層氣是一種高效清潔能源，作為天然氣的一種，在國外早有開發(fā)，，美國作為煤層氣開發(fā)利用的經(jīng)典范例，在上世紀(jì)八十年代初已經(jīng)形成了煤層氣開發(fā)的商業(yè)化運營模式，至2008年美國煤層氣生產(chǎn)已達(dá)到550億m3/年的穩(wěn)產(chǎn)規(guī)模。與此同時，當(dāng)今世界環(huán)境惡化趨勢嚴(yán)重，節(jié)能減排愈顯突出，天然氣以其高能量密度和燃燒使用后產(chǎn)生污染少等特點成為越來越多國家的首選能源，同時當(dāng)前天然氣汽車，天然氣發(fā)電技術(shù)日趨成熟，天然氣已經(jīng)成為當(dāng)前國際社會的主要能源，美國、英國等發(fā)達(dá)國家都已率先實現(xiàn)能源氣化。 我國作為世界最大的發(fā)展中國家，在當(dāng)前的民族復(fù)興期剛好遭遇到了本國煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)化石能源的嚴(yán)重枯竭期，在保障本國能源安全的要求下，在加大對新能源的使用力度的同時還需積極尋求過渡期的補充能源。煤層氣作為一種伴煤開采資源在我國還并未實現(xiàn)大規(guī)模的開采。加之我國目前能源消耗氣化比重逐年增大，因此，我國加大對煤層氣的開發(fā)利用對于緩解本國能源緊張與能源安全具有重要意義。 我國煤層氣開發(fā)分為地面開采與井下抽采，其中以井下抽采為主。然而我國井下抽采煤層氣因地質(zhì)賦存、抽采技術(shù)等原因，抽采上來的煤層氣60%以上達(dá)不到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的30%的使用濃度而不得不排空。當(dāng)前雖然出現(xiàn)了諸多低濃度瓦斯利用技術(shù)，但其整體推廣的經(jīng)濟性和操作性不強。本文針對低濃度瓦斯利用率低的問題，通過強化煤層氣水合物合成的方法來實現(xiàn)低濃度煤層氣中CH4的富集，并將其進(jìn)行工業(yè)化推廣。主要研究內(nèi)容與成果如下： （1）借鑒天然氣水合物合成強化成果，分析水合物動態(tài)強化方式和靜態(tài)強華方式在煤層氣水合物技術(shù)工業(yè)化推廣中的經(jīng)濟性影響后采用19%THF+300PPMSDS與2.56%TBAB+300PPMSDS兩種促進(jìn)體系以5A沸石分子篩作為反應(yīng)界面在自行搭建的管線式水合物合成實驗裝置中進(jìn)行了低溫高壓條件下煤層氣水合物合成實驗，并對其合成規(guī)律進(jìn)行了研究與分析以期對工業(yè)推廣形成借鑒。 （2）探討了THF與TBAB對煤層氣水合物合成的不同促進(jìn)效果和對管線反應(yīng)速率的不同影響機理，并且對合成過程中：二次反應(yīng)、反應(yīng)器體積、分子篩粒徑、反應(yīng)時間等因素對水合物的整體合成效果影響進(jìn)行了實驗和理論分析。 （3）建立了宏觀條件下5A分子篩水合物合成“孔隙汲水”模型，與其實驗合成過程中宏觀現(xiàn)象進(jìn)行對比。 （4）依據(jù)實驗所選強化方式，提出一種低濃度煤層氣水合物循環(huán)提純工藝流程，并依據(jù)實驗數(shù)據(jù)采用熱力學(xué)方程對其進(jìn)行了經(jīng)濟性分析。結(jié)果表明：單位體積CH4的產(chǎn)出僅需耗費電功0.91KW.h，折合電價0.66元。相對比民用天然氣售價2.4元/m3，具有很強的經(jīng)濟推廣價值。
【關(guān)鍵詞】：煤層氣 水合物 多孔介質(zhì) 工業(yè) 經(jīng)濟
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD712.67
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 我國煤層氣利用的能源形勢10-15
• 1.1.1 國際減排需求10-11
• 1.1.2 我國經(jīng)濟社會發(fā)展的需求11-15
• 1.2 山西煤層氣開發(fā)利用的意義15-19
• 1.3 煤層氣利用技術(shù)19-22
• 1.3.1 煤層氣提純技術(shù)19-21
• 1.3.2 煤層氣儲運技術(shù)21-22
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容與技術(shù)路線22-24
• 1.4.1 研究內(nèi)容22-23
• 1.4.2 技術(shù)路線23-24
• 第二章 氣體水合物技術(shù)24-34
• 2.1 水合物研究進(jìn)展24
• 2.2 天然氣水合物性質(zhì)24-27
• 2.3 水合物生成熱力學(xué)和動力學(xué)研究27-31
• 2.4 水合物技術(shù)工業(yè)化推廣31-32
• 2.5 天然氣水合物開采狀況32-34
• 第三章 煤層氣水合物合成強化機理34-42
• 3.1 水合物合成靜態(tài)強化34-37
• 3.2 水合物合成動態(tài)強化37-40
• 3.3 本章小結(jié)40-42
• 第四章 高溫低壓下煤層氣水合物合成實驗及其動力學(xué)分析42-62
• 4.1 高溫低壓煤層氣水合物合成實驗研究42-58
• 4.1.1 實驗設(shè)備及實驗樣品43-49
• 4.1.2 實驗結(jié)果分析49-58
• 4.2 高溫低壓下煤層氣水合物合成機理分析58-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第五章 煤層氣水合物工業(yè)化推廣經(jīng)濟性分析62-72
• 5.1 煤層氣水合物提純工藝流程及其功耗計算62-65
• 5.2 結(jié)果分析65-70
• 5.3 煤層氣水合物技術(shù)對山西氣化過程的影響70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第六章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72
• 6.2 展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 Yasuhiko H.Mori;;RECENT ADVANCES IN HYDRATE-BASED TECHNOLOGIES FOR NATURAL GAS STORAGE——A REVIEW[J];化工學(xué)報;2003年S1期

2 馮英明,陳光進(jìn),王可;水合物法分離H_2+CH_4體系的非平衡級模擬[J];化工學(xué)報;2005年02期

3 宋永臣;楊明軍;劉瑜;李清平;;離子對甲烷水合物相平衡的影響[J];化工學(xué)報;2009年06期

4 葉楠;張鵬;;TBAB水合物晶體生長過程的實驗研究[J];過程工程學(xué)報;2011年05期

5 左有君;張宏彪;;低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)及應(yīng)用[J];黑龍江科技信息;2011年18期

6 趙建忠;趙陽升;石定賢;;THF溶液水合物技術(shù)提純含氧煤層氣的實驗[J];煤炭學(xué)報;2008年12期

7 呂秋楠;李小森;徐純剛;陳朝陽;李剛;;低濃度煤層氣分離提純的研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2013年06期

8 武文慶;;礦山低濃度瓦斯高效利用研究[J];能源技術(shù)與管理;2013年06期

9 任韶然;劉建新;劉義興;樊澤霞;劉永軍;左景欒;于洪敏;;多孔介質(zhì)中甲烷水合物形成與分解實驗研究[J];石油學(xué)報;2009年04期

10 付曉泰,王振平,夏國朝;天然氣組分的水合常數(shù)、水合熱及理論溶解度[J];石油學(xué)報;1998年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊亮;甲烷水合物生成的靜態(tài)強化技術(shù)[D];華南理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：5A沸石分子篩填充管線反應(yīng)器煤層氣水合物合成的實驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：394908