低濃度瓦斯安全輸送和利用技術(shù)缺乏等因素限制了礦井瓦斯抽采利用,造成了環(huán)境污染和資源浪費,水合物技術(shù)為充分利用瓦斯資源提供了新的嘗試。瓦斯水合固化儲運技術(shù)工業(yè)化的關(guān)鍵是水合物的快速穩(wěn)定生成,因此對低濃度瓦斯水合物生成動力學(xué)及其促進(jìn)劑研究具有非常重要的意義。 本文利用可視化水合物裝置,首先進(jìn)行了低濃度瓦斯在純水中水合物生成動力學(xué)的3組實驗,結(jié)果表明在無促進(jìn)劑的靜止體系中,水合物誘導(dǎo)時間較長,水合物誘導(dǎo)時間長達(dá)700min,且水合物生長極其緩慢。 進(jìn)而研究了添加SDS的9組實驗體系中低濃度瓦斯水合物生成動力學(xué)實驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)SDS顯著縮短了水合物生成宏觀誘導(dǎo)時間,提高了水合物生長速率,誘導(dǎo)時間最短為30min,生長速率最大可達(dá)3.395×10-5m3·h-1。 接著研究了添加THF的9組實驗體系及其與SDS復(fù)配的3組實驗體系中低濃度瓦斯水合物生成動力學(xué)實驗,結(jié)果表明THF改善了低濃度瓦斯水合物生成熱力學(xué)參數(shù),縮短了水合物生成的宏觀誘導(dǎo)時間,加快了水合物生長速率,水合物生成誘導(dǎo)時間最短僅為14 min,最快生長速率為2.847×10~(-5 )m3·h~(-1)。THF-SDS復(fù)配體系中水合物生成誘導(dǎo)時間最短為31 min,水合物的生長速率比同比濃度的單一促進(jìn)劑中水合物的生長速率大。 本文針對促進(jìn)劑對低濃度瓦斯水合物生成動力學(xué)的影響,共進(jìn)行了24組實驗,獲得了大量的實驗數(shù)據(jù)和圖像資料,得到了SDS、THF和THF-SDS促進(jìn)劑體系對低濃度瓦斯水合物生成動力學(xué)的影響規(guī)律,為瓦斯固化儲運在技術(shù)上實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。該論文有圖39幅,表11個,參考文獻(xiàn)82篇。
【學(xué)位單位】：黑龍江科技學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：P744.4
【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 目的和意義
    1.3 主要研究內(nèi)容及特色
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究特色
    1.4 文章結(jié)構(gòu)
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 氣體水合物概述
        2.1.1 基本概念
        2.1.2 結(jié)構(gòu)特征
        2.1.3 物化性質(zhì)
    2.2 水合物生成動力學(xué)研究進(jìn)展
    2.3 促進(jìn)劑對瓦斯水合物影響研究進(jìn)展
    2.4 本章小結(jié)
3 理論基礎(chǔ)
    3.1 水合物生成動力學(xué)理論
        3.1.1 誘導(dǎo)時間
        3.1.2 晶體成核
        3.1.3 晶體生長
    3.2 表面活性劑對水合物生成影響
        3.2.1 表面活性劑概述
        3.2.2 表面活性劑對水合物成核階段的影響
        3.2.3 表面活性劑對水合物生長速率的改善
        3.2.4 表面活性劑作用下水合物生成誘導(dǎo)時間模型
    3.3 本章小結(jié)
4 瓦斯水合物生成動力學(xué)實驗系統(tǒng)
    4.1 實驗系統(tǒng)
        4.1.1 可視高壓反應(yīng)釜
        4.1.2 溫度調(diào)控與測定系統(tǒng)
        4.1.3 壓力調(diào)控與測定系統(tǒng)
        4.1.4 數(shù)字圖像攝錄系統(tǒng)
        4.1.5 實驗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
        4.1.6 氣相色譜分析系統(tǒng)
        4.1.7 實驗裝置的特點
    4.2 實驗材料
    4.3 實驗方法
        4.3.1 實驗原理
        4.3.2 實驗過程
        4.3.3 水合分離氣相和水合物相組分測定
    4.4 本章小結(jié)
5 SDS 溶液中低濃度瓦斯水合物生成動力學(xué)實驗
    5.1 低濃度瓦斯水合物在純水中生成動力學(xué)實驗
        5.1.1 實驗體系概述
        5.1.2 實驗結(jié)果與分析
        5.1.3 結(jié)論
    5.2 低濃度瓦斯水合物在SDS 溶液中生成動力學(xué)實驗
        5.2.1 實驗體系概述
        5.2.2 實驗結(jié)果與分析
        5.2.3 結(jié)論
    5.3 本章小結(jié)
6 低濃度瓦斯水合物在THF 及其復(fù)配溶液中生成動力學(xué)實驗
    6.1 低濃度瓦斯水合物在THF 溶液中生成動力學(xué)實驗
        6.1.1 實驗體系概述
        6.1.2 實驗結(jié)果與分析
        6.1.3 結(jié)論
    6.2 瓦斯水合物在 THF-SDS 復(fù)配溶液中生成動力學(xué)實驗
        6.2.1 實驗體系概述
        6.2.2 實驗結(jié)果與分析
        6.2.3 結(jié)論
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2867645