有序介孔材料水合物分離煤層氣實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、我國(guó)煤層氣資源豐富，據(jù)初步估算,全國(guó)埋藏在2km以內(nèi)的煤層氣資源量達(dá)30~35萬(wàn)億m3，總量居世界前列。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，工業(yè)化進(jìn)程的加快，對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)設(shè)施和能源體系的要求也逐漸加大。傳統(tǒng)上煤礦開(kāi)采帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，導(dǎo)致人們?cè)诳沙掷m(xù)發(fā)展上傳統(tǒng)的煤炭能源體系引起新的思考，繼而發(fā)展到煤層氣能源的開(kāi)發(fā)。合理利用煤層氣資源，不但可以帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，提升人們生活質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)燃料的根本性轉(zhuǎn)變，還能夠減少煤層氣資源帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。

2、　　我國(guó)作為世界的頭號(hào)發(fā)展中國(guó)家，在經(jīng)歷的漫長(zhǎng)的歷史轉(zhuǎn)變，我國(guó)的人民生活質(zhì)量逐漸提高。雖然我國(guó)占據(jù)世界上巨大的資源，但同時(shí)由于科技能力，改造自然的能力還有所欠缺，嚴(yán)重制約了我國(guó)能源的利用率。在早期，對(duì)于煤層氣資源這一巨大的資源沒(méi)有采取對(duì)應(yīng)的管理措施以及利用措施。在能源開(kāi)采發(fā)展進(jìn)程中，往往忽略煤層氣資源的這一巨大伴生資源量的利用，僅僅針對(duì)煤炭單一開(kāi)采。
　　目前，我國(guó)對(duì)煤層氣資源只是進(jìn)行了采取了一些的簡(jiǎn)單的策略?？傮w可以分為地面開(kāi)采

3、與井下抽采，其中以井下抽采為主，但是往往達(dá)不到可以利用的濃度要求。所以本文就煤礦開(kāi)采中低濃度瓦斯利用的問(wèn)題，通過(guò)水合物合成法將 CH4分離出來(lái)，通過(guò)相平衡模型進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用性檢驗(yàn)并進(jìn)行工業(yè)化的應(yīng)用分析：
　　(1)分析水合物合成在多孔介質(zhì)的原理。自行設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)易水合物合成單元結(jié)構(gòu)，以甲烷濃度高的煤層氣為原料氣，進(jìn)行甲烷分離并改進(jìn)工業(yè)化推廣。
　　(2)使用近年來(lái)應(yīng)用范圍比較廣的有序介孔材料 SBA-15，探討該材料的實(shí)用性以及

4、便利性，通過(guò)分析有序介孔材料SBA-15的表征數(shù)據(jù)，探索有序介孔材料內(nèi)水合物合成原理以及改善效果。在材料改進(jìn)方面，為水合物的合成方向提供良好的基礎(chǔ)性建議與新思路。
　　(3)以THF與THF+SDS兩個(gè)系統(tǒng)對(duì)比，探究表面活性劑十二烷基硫酸鈉SDS的作用效果，以及對(duì)反應(yīng)期的特殊影響。應(yīng)用滿足分子篩浸潤(rùn)濃度的 THF質(zhì)量濃度的19％與最佳摩爾配比的2.56%的 TBAB在介孔分子篩SBA-15的載體下，進(jìn)行水合物合成實(shí)驗(yàn)且對(duì)比不同促進(jìn)

5、效果和反應(yīng)單元影響機(jī)理。對(duì)比兩個(gè)反應(yīng)體系中，二次反應(yīng)對(duì)甲烷儲(chǔ)氣效果與速率的影響。建立毛細(xì)作用與孔道汲水復(fù)合作用模型。直觀討論，水合物合成地點(diǎn)與機(jī)理。
　　(4)根據(jù)純水體系下的水合物合成條件相平衡和水逸度模型，探究?jī)煞N體系的相平衡模型，預(yù)測(cè)反應(yīng)條件的嚴(yán)格性。通過(guò)計(jì)算甲烷回收率，探索其本套系統(tǒng)的實(shí)用性。根據(jù)模擬值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比，探究煤礦井下瓦斯天然氣回收，水合物合成循環(huán)工藝。探索可以續(xù)接兩種成套的甲烷濃度高情況下的煤層氣水合物提純系統(tǒng)