本文關(guān)鍵詞：THF和TBAB對(duì)煤層氣水合物相平衡影響的實(shí)驗(yàn)及理論研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：煤層氣作為一種能量密度高、燃燒清潔的寶貴資源，在我國(guó)儲(chǔ)量十分豐富。但是目前我國(guó)低濃度煤層氣利用率低，大部分被放空，不僅造成了資源浪費(fèi)，還導(dǎo)致了環(huán)境的破壞。合理利用低濃度煤層氣，對(duì)保護(hù)環(huán)境，減少煤礦安全事故，實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。水合物法分離低濃度煤層氣具有生成條件溫和、能耗低、儲(chǔ)氣穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注和研究。 水合物法分離煤層氣是利用相同條件下，煤層氣中的主要成分CH4、N2和O2生成水合物的溫度、壓力條件不同而實(shí)現(xiàn)分離。水合物生成條件苛刻，加入添加劑可改善水合物生成條件。本文自建一套水合物實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)氧氣水合物相平衡對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確性驗(yàn)證，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了TBAB和THF復(fù)合添加劑下，煤層氣水合物相平衡的實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí)利用水的逸度模型結(jié)合PRSV狀態(tài)方程，對(duì)純水體系下和TBAB存在下的氣體水合物相平衡進(jìn)行預(yù)測(cè)，為水合物分離低濃度煤層氣實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)，具體內(nèi)容如下： （1）以水合物法分離低濃度煤層氣（30%CH4+65%N2+5%O2）為實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，搭建一套水合物生成�?shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行了THF存在下氧氣水合物相平衡實(shí)驗(yàn)，并與參考文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)裝置的準(zhǔn)確性與可靠性。 （2）根據(jù)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了九組不同濃度THF與TBAB的混合體系，實(shí)驗(yàn)測(cè)得了相應(yīng)體系下煤層氣水合物的相平衡數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，兩者混合后僅小量的濃度就能達(dá)到單一組分10倍的濃度效果，相平衡曲線顯著右移。當(dāng)THF（或TBAB）濃度固定后，水合物相平衡曲線沒(méi)有隨TBAB（或THF）濃度增加而逐漸右移，因THF生成的是Ⅱ型水合物，TBAB生成半籠型水合物，兩種添加劑混合后，兩種水合物晶格類型應(yīng)同時(shí)存在，兩種類型晶格的主次關(guān)系與二者混合的濃度有關(guān)。通過(guò)正交試驗(yàn)分析表明：各因素對(duì)相平衡影響的主次順序?yàn)門HF THF×TBAB TBAB。 （3）通過(guò)水的逸度模型結(jié)合PRSV狀態(tài)方程，對(duì)純水體系氣體（CH4、N2、O2）水合物相平衡進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果表明水的逸度模型能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)水合物相平衡。同時(shí)，對(duì)TBAB存在下，單組份氣體（CH4）和煤層氣（29.95%CH4+60%N2+10.05%O2）的水合物熱力學(xué)模型進(jìn)行研究。結(jié)果表明，對(duì)于單組份氣體，模型預(yù)測(cè)結(jié)果在低溫段（281.67K～292.2K）效果較好，隨溫度升高，預(yù)測(cè)值逐漸小于實(shí)驗(yàn)參考值。對(duì)煤層氣水合物相平衡預(yù)測(cè)結(jié)果較理想。
【關(guān)鍵詞】：煤層氣水合物 添加劑 正交試驗(yàn)法 逸度模型 相平衡
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD712.67;O642.42
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 選題的背景及意義11-15
• 1.1.1 概述11
• 1.1.2 煤層氣11-13
• 1.1.3 氣體水合物介紹13-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展15-19
• 1.2.1 添加劑對(duì)氣體水合物影響的實(shí)驗(yàn)研究15-17
• 1.2.2 水合物法分離煤層氣研究進(jìn)展17-19
• 1.3 添加劑介紹19-22
• 1.3.1 表面活性劑19-21
• 1.3.2 熱力學(xué)促進(jìn)劑介紹21-22
• 1.4 水合物熱力學(xué)模型研究進(jìn)展22
• 1.5 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線22-25
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容22-23
• 1.5.2 技術(shù)路線23-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)與搭建25-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置和設(shè)備25-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)氣體和材料28
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法與步驟28-30
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)方法28-29
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟29-30
• 2.4 實(shí)驗(yàn)裝置標(biāo)定30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-33
• 第三章 THF+TBAB 對(duì)煤層氣水合物相平衡影響的實(shí)驗(yàn)研究33-51
• 3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)33-34
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)因素、因素水平的確定33
• 3.1.2 正交表的選擇33-34
• 3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論34-44
• 3.2.1 溫度壓力對(duì)水合物生成的影響34-36
• 3.2.2 TBAB 與 THF 混合的熱力學(xué)影響36-44
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果正交分析44-48
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的極差分析45-47
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的方差分析47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-51
• 第四章 逸度模型模擬水合物相平衡研究51-73
• 4.1 逸度模型51-58
• 4.1.1 水的逸度模型介紹51-53
• 4.1.2 模型相關(guān)參數(shù)53-58
• 4.2 純水體系下氣體水合物相平衡模擬結(jié)果58-63
• 4.2.1 純甲烷氣體水合物相平衡58-59
• 4.2.2 純氮?dú)馑衔锵嗥胶?/span>59-61
• 4.2.3 純氧氣水合物相平衡61-63
• 4.3 TBAB 存在下氣體水合物相平衡模擬63-71
• 4.3.1 TBAB 存在下模型參數(shù)63-67
• 4.3.2 TBAB 存在下甲烷水合物相平衡模擬67-69
• 4.3.3 TBAB 存在下煤層氣水合物相平衡模擬69-71
• 4.5 誤差分析71-72
• 4.6 本章小結(jié)72-73
• 第五章 結(jié)論與展望73-75
• 5.1 結(jié)論73-74
• 5.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-83
• 致謝83-85
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄85

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳廣印;孫強(qiáng);郭緒強(qiáng);霍玉生;李簡(jiǎn);劉劍;湯國(guó)軍;;水合物法連續(xù)分離煤層氣實(shí)驗(yàn)研究[J];高校化學(xué)工程學(xué)報(bào);2013年04期

2 程遠(yuǎn)平;付建華;俞啟香;;中國(guó)煤礦瓦斯抽采技術(shù)的發(fā)展[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2009年02期

3 趙建忠;趙陽(yáng)升;石定賢;;THF溶液水合物技術(shù)提純含氧煤層氣的實(shí)驗(yàn)[J];煤炭學(xué)報(bào);2008年12期

4 張保勇;吳強(qiáng);;十二烷基硫酸鈉對(duì)瓦斯水合物生長(zhǎng)速率的影響[J];煤炭學(xué)報(bào);2010年01期

5 孫登林;張強(qiáng);張保勇;盧斌;徐鋒;朱麗華;;蒙脫石對(duì)低濃度瓦斯水合分離效率的影響[J];黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào);2012年04期

6 呂秋楠;李小森;徐純剛;陳朝陽(yáng);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

7 王海秀;王樹立;武雪紅;趙書華;史小軍;;SDBS的表面張力對(duì)天然氣水合物生成的影響[J];應(yīng)用化工;2007年12期

8 杜亞和,郭天民;天然氣水合物生成條件的預(yù)測(cè)Ⅰ.不含抑制劑的體系[J];石油學(xué)報(bào)(石油加工);1988年03期

9 楊明軍;宋永臣;劉瑜;;水合物模擬實(shí)驗(yàn)裝置的對(duì)比研究[J];天然氣化工(C1化學(xué)與化工);2009年05期

10 杜建偉;唐翠萍;樊栓獅;梁德青;;Span20促進(jìn)甲烷水合物生成的實(shí)驗(yàn)研究[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2008年09期

  本文關(guān)鍵詞：THF和TBAB對(duì)煤層氣水合物相平衡影響的實(shí)驗(yàn)及理論研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：408155