5A沸石分子篩填充管線反應(yīng)器煤層氣水合物成的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、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)

2、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

3、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)容與成果包括：⑴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

4、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。⑵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