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(shí)驗(yàn)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(guó)外早有開(kāi)發(fā)，，美國(guó)作為煤層氣開(kāi)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(kāi)發(fā)的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)模式，至2008年美國(guó)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(shí)，當(dāng)今世界環(huán)境惡化趨勢(shì)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(diǎn)成為越來(lái)越多國(guó)家的首選能源，同時(shí)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(guó)際社會(huì)的主要能源，美國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家都已率先實(shí)現(xiàn)能源氣化。 我國(guó)作為世界最大的發(fā)展中國(guó)家，在當(dāng)前的民族復(fù)興期剛好遭遇到了本國(guó)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(guó)能源安全的要求下，在加大對(duì)新能源的使用力度的同時(shí)還需積極尋求過(guò)渡期的補(bǔ)充能源。煤層氣作為一種伴煤開(kāi)采資源在我國(guó)還并未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的開(kāi)采。加之我國(guó)目前能源消耗氣化比重逐年增大，因此，我國(guó)加大對(duì)煤層氣的開(kāi)發(fā)利用對(duì)于緩解本國(guó)能源緊張與能源安全具有重要意義。 我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)分為地面開(kāi)采與井下抽采，其中以井下抽采為主。然而我國(guó)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(lái)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(jì)性和操作性不強(qiáng)。本文針對(duì)低濃度瓦斯利用率低的問(wèn)題，通過(guò)強(qiáng)化煤層氣水合物合成的方法來(lái)實(shí)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?jī)?nèi)容與成果如下： （1）借鑒天然氣水合物合成強(qiáng)化成果，分析水合物動(dòng)態(tài)強(qiáng)化方式和靜態(tài)強(qiáng)華方式在煤層氣水合物技術(shù)工業(yè)化推廣中的經(jīng)濟(jì)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(shí)驗(yàn)裝置中進(jìn)行了低溫高壓條件下煤層氣水合物合成實(shí)驗(yàn)，并對(duì)其合成規(guī)律進(jìn)行了研究與分析以期對(duì)工業(yè)推廣形成借鑒。 （2）探討了THF與TBAB對(duì)煤層氣水合物合成的不同促進(jìn)效果和對(duì)管線反應(yīng)速率的不同影響機(jī)理，并且對(duì)合成過(guò)程中：二次反應(yīng)、反應(yīng)器體積、分子篩粒徑、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)水合物的整體合成效果影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)合成過(guò)程中宏觀現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比。 （4）依據(jù)實(shí)驗(yàn)所選強(qiáng)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用熱力學(xué)方程對(duì)其進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析。結(jié)果表明：?jiǎn)挝惑w積CH4的產(chǎn)出僅需耗費(fèi)電功0.91KW.h，折合電價(jià)0.66元。相對(duì)比民用天然氣售價(jià)2.4元/m3，具有很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)推廣價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：煤層氣 水合物 多孔介質(zhì) 工業(yè) 經(jīng)濟(jì)
【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
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 我國(guó)煤層氣利用的能源形勢(shì)10-15
• 1.1.1 國(guó)際減排需求10-11
• 1.1.2 我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求11-15
• 1.2 山西煤層氣開(kāi)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(chǔ)運(yùn)技術(shù)21-22
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線22-24
• 1.4.1 研究?jī)?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(dòng)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(kāi)采狀況32-34
• 第三章 煤層氣水合物合成強(qiáng)化機(jī)理34-42
• 3.1 水合物合成靜態(tài)強(qiáng)化34-37
• 3.2 水合物合成動(dòng)態(tài)強(qiáng)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(shí)驗(yàn)及其動(dòng)力學(xué)分析42-62
• 4.1 高溫低壓煤層氣水合物合成實(shí)驗(yàn)研究42-58
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)樣品43-49
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析49-58
• 4.2 高溫低壓下煤層氣水合物合成機(jī)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(jì)性分析62-72
• 5.1 煤層氣水合物提純工藝流程及其功耗計(jì)算62-65
• 5.2 結(jié)果分析65-70
• 5.3 煤層氣水合物技術(shù)對(duì)山西氣化過(guò)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)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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本文編號(hào)：394908