甲烷水合物是具有發(fā)展前景的新能源,其開(kāi)采方法是當(dāng)今世界的熱門(mén)話(huà)題。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究甲烷水合物的合成、利用軟件模擬結(jié)合實(shí)驗(yàn)等綜合方法研究了甲烷水合物被熱力開(kāi)采時(shí)的注熱溫度、注熱時(shí)間、注熱速率,探究這些因素對(duì)其開(kāi)采效果的影響。并結(jié)合構(gòu)建物理模型和數(shù)值分析等方法分析了注熱開(kāi)采的動(dòng)態(tài)及規(guī)律。結(jié)論表明,甲烷水合物的注熱開(kāi)采是一個(gè)非穩(wěn)態(tài)的傳熱過(guò)程,溫度與時(shí)間的關(guān)系先呈指數(shù)遞減后呈線(xiàn)性遞減。 

【文章來(lái)源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020,20(26)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

一維甲烷水合物生成和開(kāi)采模擬裝置

以13 503.4 mL CH4氣體(標(biāo)況下折合為0.6 mol),65 mL SDS溶液的實(shí)驗(yàn)來(lái)分析水合物合成過(guò)程。甲烷氣體與水可在一定的低溫和高壓環(huán)境下生成甲烷水合物,合成過(guò)程中的各探針?biāo)诘臏y(cè)點(diǎn)的溫度和進(jìn)出口壓力如圖2所示。由圖2可知,溫度和壓力整體處于下降的趨勢(shì)。在初始階段,由于CH4氣體會(huì)因?yàn)楦邏憾⑷苡谒箟毫ν蝗挥幸粋�(gè)迅速的下降。但是由于CH4氣體在水中的溶解度非常低,導(dǎo)致壓降的幅度并不是十分明顯。后續(xù)過(guò)程中壓力下降,溫度持續(xù)波動(dòng)表明水合物開(kāi)始大量合成。由于氣體總量較小,溫度探針彼此之間距離僅5 cm左右,因此當(dāng)水合物大量合成后壓力會(huì)因溫度的分布不均而緩慢下降。隨著反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行,溫度曲線(xiàn)會(huì)有一個(gè)小幅度的上漲。這是因?yàn)镃H4氣體與水反應(yīng)是一個(gè)放熱過(guò)程,所以溫度會(huì)略有上升。由于整體處于低溫環(huán)境,放出的熱量對(duì)周?chē)h(huán)境影響甚小,溫度仍成下降趨勢(shì)。由圖2可見(jiàn),溫度出現(xiàn)波動(dòng)幅度時(shí),壓力會(huì)有一個(gè)上漲的小波動(dòng)。這是因?yàn)榉艧崾箽怏w膨脹,但在等容條件下的限制壓力會(huì)上升。當(dāng)各測(cè)點(diǎn)的溫度波動(dòng)幅度和時(shí)間一致時(shí),可認(rèn)為水合物在填砂管內(nèi)部的多孔介質(zhì)中均勻分布。合成后的實(shí)物圖如圖3所示。

由圖2可知,溫度和壓力整體處于下降的趨勢(shì)。在初始階段,由于CH4氣體會(huì)因?yàn)楦邏憾⑷苡谒箟毫ν蝗挥幸粋�(gè)迅速的下降。但是由于CH4氣體在水中的溶解度非常低,導(dǎo)致壓降的幅度并不是十分明顯。后續(xù)過(guò)程中壓力下降,溫度持續(xù)波動(dòng)表明水合物開(kāi)始大量合成。由于氣體總量較小,溫度探針彼此之間距離僅5 cm左右,因此當(dāng)水合物大量合成后壓力會(huì)因溫度的分布不均而緩慢下降。隨著反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行,溫度曲線(xiàn)會(huì)有一個(gè)小幅度的上漲。這是因?yàn)镃H4氣體與水反應(yīng)是一個(gè)放熱過(guò)程,所以溫度會(huì)略有上升。由于整體處于低溫環(huán)境,放出的熱量對(duì)周?chē)h(huán)境影響甚小,溫度仍成下降趨勢(shì)。由圖2可見(jiàn),溫度出現(xiàn)波動(dòng)幅度時(shí),壓力會(huì)有一個(gè)上漲的小波動(dòng)。這是因?yàn)榉艧崾箽怏w膨脹,但在等容條件下的限制壓力會(huì)上升。當(dāng)各測(cè)點(diǎn)的溫度波動(dòng)幅度和時(shí)間一致時(shí),可認(rèn)為水合物在填砂管內(nèi)部的多孔介質(zhì)中均勻分布。合成后的實(shí)物圖如圖3所示。2 注熱實(shí)驗(yàn)分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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