驅(qū)動(dòng)力影響下瓦斯水合分離試驗(yàn)研究.pdf

1、瓦斯水合物具有生成條件溫和、儲(chǔ)氣率高的優(yōu)點(diǎn)，瓦斯水合固化分離技術(shù)的深入研究有益于防治礦井瓦斯災(zāi)害、優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)、減少溫室氣體排放。瓦斯水合物快速成核生長(zhǎng)、高效分離富集是實(shí)現(xiàn)瓦斯水合分離技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵，因此，開(kāi)展瓦斯水合物動(dòng)力學(xué)及其促進(jìn)劑的研究具有重要的科學(xué)意義和工程價(jià)值。
　　我國(guó)煤田地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層賦存瓦斯 CH4濃度高低不等，鑒于目前關(guān)于瓦斯水合物動(dòng)力學(xué)研究多針對(duì)于低濃度瓦斯，而關(guān)于高濃度瓦斯的相關(guān)報(bào)道卻不多見(jiàn)，因

2、此本文選用CH4含量為60％、70%的高濃度瓦斯混合氣為研究對(duì)象。應(yīng)用Chen-Guo模型計(jì)算2℃時(shí)兩種瓦斯氣樣在純水體系的相平衡壓力值，在此基礎(chǔ)上分別給定4種驅(qū)動(dòng)力，利用高壓可視攪拌水合分離實(shí)驗(yàn)裝置，分別開(kāi)展2種瓦斯氣樣在純水體系、SDS促進(jìn)劑體系(100mg/L)、油水乳液體系(V油:V水=1:1)的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，考察驅(qū)動(dòng)力對(duì)誘導(dǎo)時(shí)間、生長(zhǎng)速率以及回收率和分離因子的影響并分析了影響機(jī)理。
　　純水體系實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：瓦斯氣樣G1、

3、G2生成水合物的誘導(dǎo)時(shí)間均隨著驅(qū)動(dòng)力的增大而減小、生長(zhǎng)速率均隨著驅(qū)動(dòng)力的增大而增大，CH4回收率和分離因子均隨著驅(qū)動(dòng)力的增大而增大。
　　SDS促進(jìn)劑體系實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：氣樣G1、G2生成水合物的誘導(dǎo)時(shí)間均隨著驅(qū)動(dòng)力的增大而減小、生長(zhǎng)速率均隨著驅(qū)動(dòng)力的增大而增大。氣樣G1體系CH4回收率隨著驅(qū)動(dòng)力的增大而增大，分離因子隨著驅(qū)動(dòng)力的增大而先增大后減小；氣樣 G2體系 CH4回收率和分離因子均隨著驅(qū)動(dòng)力的增大而先增大后減小。SDS體系和

4、純水體系對(duì)比分析表明，氣樣G1、G2在SDS體系水合物成核誘導(dǎo)時(shí)間遠(yuǎn)小于純水體系，生長(zhǎng)速率遠(yuǎn)大于純水體系，瓦斯水合分離效果優(yōu)于純水體系。
　　油水乳液體系實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：氣樣G1、G2在油水乳液體系水合物生長(zhǎng)速率均隨著驅(qū)動(dòng)力的增大而增大，氣樣 G1、G2體系 CH4回收率和分離因子均隨著驅(qū)動(dòng)力的增大而先增大后減小。對(duì)比分析結(jié)果表明，相同驅(qū)動(dòng)力條件下，氣樣G1、G2在油水乳液體系的水合物生長(zhǎng)速率遠(yuǎn)大于純水體系，但小于SDS促進(jìn)劑體系；