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Preventing Coal and Gas Outburst Using Methane Hydration 被引量:27
1
作者 吴强 何学秋 《Journal of China University of Mining and Technology》 2003年第1期7-10,共4页
According to the characteristics of the methane hydrate condensing and accumulating methane, authors put forward a new technique thought way to prevent the accident of coal and gas outburst by urging the methane in th... According to the characteristics of the methane hydrate condensing and accumulating methane, authors put forward a new technique thought way to prevent the accident of coal and gas outburst by urging the methane in the coal seams to form hydrate. The paper analyzes the feasibility of forming the methane hydrate in the coal seam from the several sides, such as, temperature,pressure, and gas components, and the primary trial results indicate the problems should be settled before the industrialization appliance realized. 展开更多
关键词 methane hydrate GAS coalbed temperature PRESSURE coal and gas outburst
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十二烷基硫酸钠对瓦斯水合物生长速率的影响 被引量:12
2
作者 张保勇 吴强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期89-92,共4页
运用可视化瓦斯水合物实验装置,研究了4种浓度(0.4、0.5、0.6和0.7 mol/L)十二烷基硫酸钠溶液对瓦斯体系水合物生长速率的促进效果,实验获取了瓦斯水合物生成过程的压力-时间曲线,利用水合物生长速率模型对水合物生长速率进行了计算。... 运用可视化瓦斯水合物实验装置,研究了4种浓度(0.4、0.5、0.6和0.7 mol/L)十二烷基硫酸钠溶液对瓦斯体系水合物生长速率的促进效果,实验获取了瓦斯水合物生成过程的压力-时间曲线,利用水合物生长速率模型对水合物生长速率进行了计算。结果分析表明:十二烷基硫酸钠提高了水合物生长速率,促进了瓦斯水合物生成;十二烷基硫酸钠促进作用存在一个最佳浓度,在所研究的各个体系中,0.6 mol/L SDS溶液中瓦斯水合物生长速率最大,9.0 MPa压力条件下生长速率可达3.35×10-5m3/h。 展开更多
关键词 十二烷基硫酸钠 瓦斯水合物 生长速率 低浓度瓦斯分离 煤与瓦斯突出
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瓦斯水合物分解热力学研究 被引量:11
3
作者 吴强 张保勇 王永敬 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期658-661,共4页
通过可视化实验设备研究了5组Ⅱ型瓦斯水合物分解热力学条件,利用Clausius-Clapey-ron方程、数值分析理论、傅立叶定律及传热方程,建立了水合物分解热计算模型和水合物分解传热过程简化模型;计算了水合物分解热;明确了水合物分解过程中... 通过可视化实验设备研究了5组Ⅱ型瓦斯水合物分解热力学条件,利用Clausius-Clapey-ron方程、数值分析理论、傅立叶定律及传热方程,建立了水合物分解热计算模型和水合物分解传热过程简化模型;计算了水合物分解热;明确了水合物分解过程中所需热量,煤层/空气传热介质的温度梯度及分解耗时等因素的关系.结合抚顺煤田实际情况计算出当温度梯度为3.5 K/m时,煤中14.64 m3/t瓦斯量生成的水合物分解需热量为600 kJ,耗时117 h.结果表明:水合物分解过程所需热量多、耗时长,证实了利用瓦斯水合作用防止煤与瓦斯突出的可行性. 展开更多
关键词 瓦斯水合物 分解热 热传递 热力学 煤与瓦斯突出
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工业瓦斯治理新技术应用研究
4
作者 李德威 《中文科技期刊数据库(全文版)工程技术》 2023年第12期36-39,共4页
工业瓦斯是煤矿、油田、化工等工业领域中产生的一种危险气体,具有易燃、爆炸、窒息等危险性,对人类生命财产和环境造成威胁。传统的工业瓦斯治理技术主要包括瓦斯抽采与利用技术和瓦斯防爆技术。随着科学技术的不断发展,新的工业瓦斯... 工业瓦斯是煤矿、油田、化工等工业领域中产生的一种危险气体,具有易燃、爆炸、窒息等危险性,对人类生命财产和环境造成威胁。传统的工业瓦斯治理技术主要包括瓦斯抽采与利用技术和瓦斯防爆技术。随着科学技术的不断发展,新的工业瓦斯治理技术不断涌现。本文介绍了瓦斯压力捕集技术、瓦斯吸附材料技术、瓦斯氧化技术、瓦斯水合物技术和瓦斯热能利用技术等新技术的原理和应用,分析了其优势和局限性,并对其发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 工业瓦斯治理 新技术 瓦斯压力捕集 瓦斯吸附材料 瓦斯氧化 瓦斯水合物 瓦斯热能利用
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气液比对多组分瓦斯水合物含气量影响 被引量:8
5
作者 吴强 潘长虹 +3 位作者 张保勇 高霞 张强 吴琼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1191-1195,共5页
利用可视化水合物实验设备,设定初始压力5 MPa、初始温度20℃,在0.1 mol/L四氢呋喃(THF)-0.2 mol/L十二烷基硫酸钠(SDS)复配溶液体系中进行多组分瓦斯水合物生成实验。根据气体状态方程(P-V-T)计算出4种气液比(40,60,80和100)反应体系... 利用可视化水合物实验设备,设定初始压力5 MPa、初始温度20℃,在0.1 mol/L四氢呋喃(THF)-0.2 mol/L十二烷基硫酸钠(SDS)复配溶液体系中进行多组分瓦斯水合物生成实验。根据气体状态方程(P-V-T)计算出4种气液比(40,60,80和100)反应体系中多组分瓦斯水合物含气量,从溶液的过饱和条件和水合物中晶体孔穴填充率的角度进行了机理分析。结果表明:对于同一种多组分瓦斯气体,反应体系气液比的增大,促进了瓦斯-溶液之间物质传递,加快了溶液的过饱和条件,提高了水合物中晶体孔穴填充率,致使水合物中含气量增大。 展开更多
关键词 气液比 瓦斯水合物 含气量 过饱和
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NaCl对瓦斯水合物相平衡的影响 被引量:8
6
作者 张保勇 于跃 +2 位作者 吴强 高霞 张强 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2425-2430,共6页
相平衡条件及其影响因素对瓦斯水合物的快速大量生成具有重要指导意义,利用高压可视瓦斯水合实验装置并结合图解法研究了3种质量分数NaCl溶液(0.5%,2.0%和3.5%)体系中瓦斯混合气(CH4-C3H8-CO2-N2-O2)水合物相平衡条件。结果表明:N... 相平衡条件及其影响因素对瓦斯水合物的快速大量生成具有重要指导意义,利用高压可视瓦斯水合实验装置并结合图解法研究了3种质量分数NaCl溶液(0.5%,2.0%和3.5%)体系中瓦斯混合气(CH4-C3H8-CO2-N2-O2)水合物相平衡条件。结果表明:NaCl改变了瓦斯水合物形成相平衡条件,致使相平衡条件更加苛刻;相同温度条件下,9组实验瓦斯水合物形成相平衡压力较纯水体系升高0.50-2.98 MPa。基于水合离子电离平衡理论建立了瓦斯水合物相平衡NaCl影响机理假说模型,认为NaCl电离出的Na+和Cl-强电场作用对水分子产生作用力,破坏了瓦斯气体分子周围水团簇结构形成。 展开更多
关键词 瓦斯水合物 NACL溶液 相平衡 水分子簇
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煤矿瓦斯固化防突及低浓度瓦斯固化分离新技术 被引量:6
7
作者 吴强 张保勇 王海桥 《黑龙江科技学院学报》 CAS 2010年第1期23-27,共5页
为防治煤矿瓦斯突出事故和分离低浓度瓦斯,研究了瓦斯水合机理,设计了可视化实验装置及3组含煤表面活性剂溶液系统(T40、T80、T40/T80),依据瓦斯水合物的生成过程以及3种组分瓦斯气样在不同实验体系中水合化分离情况,采用色谱分析法,计... 为防治煤矿瓦斯突出事故和分离低浓度瓦斯,研究了瓦斯水合机理,设计了可视化实验装置及3组含煤表面活性剂溶液系统(T40、T80、T40/T80),依据瓦斯水合物的生成过程以及3种组分瓦斯气样在不同实验体系中水合化分离情况,采用色谱分析法,计算了CH4分离提纯浓度。结果表明:瓦斯气体在含煤表面活性剂溶液中生成较快;存在记忆效应的条件下,诱导时间可缩短至47min,生成速率可达2.33×10-5m3/h;CH4的体积分数分别为26%、39.8%和58.98%的三种气样,经一级瓦斯水合化分离后,CH4的体积分数可提高到40.6%、60.41%和80.41%。研究结果证实了利用水合机理防治煤矿瓦斯事故和分离低浓度瓦斯技术的可行性。 展开更多
关键词 瓦斯水合物 煤与瓦斯突出 低浓度瓦斯分离 表面活性剂
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干水对瓦斯混合气水合分离动力学影响研究 被引量:7
8
作者 张强 吴强 +1 位作者 张保勇 高霞 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期593-599,共7页
利用正交实验法研究了干水中NaCl质量分数、气相疏水性二氧化硅质量分数、原料气摩尔分数配比对瓦斯混合气水合分离动力学的影响,结合瓦斯水合物生长速率计算模型,确定出不同反应体系瓦斯水合物形成诱导时间和生长速率.运用极差法和方... 利用正交实验法研究了干水中NaCl质量分数、气相疏水性二氧化硅质量分数、原料气摩尔分数配比对瓦斯混合气水合分离动力学的影响,结合瓦斯水合物生长速率计算模型,确定出不同反应体系瓦斯水合物形成诱导时间和生长速率.运用极差法和方差法对实验结果进行分析,结果表明:以诱导时间为目标参数,影响因素干水中NaCl质量分数、气相疏水性二氧化硅质量分数、原料气摩尔分数配比的极差值分别为17,5,9;以生长速率为目标参数,上述3个影响因素极差值为1.33,0.26,0.37;研究发现干水中NaCl质量分数是影响瓦斯水合分离动力学的关键因素;干水中NaCl质量分数为2%、气相疏水性二氧化硅质量分数5%、原料气摩尔分数配比G3工艺条件下,瓦斯水合物形成诱导时间最短,水合物生长速率最快. 展开更多
关键词 瓦斯水合物 诱导时间 生长速率 干水
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表面活性剂对瓦斯水合物生成诱导时间影响 被引量:6
9
作者 孙登林 吴强 张保勇 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2008年第4期492-495,共4页
为了揭示表面活性剂在瓦斯水合物生成过程的促进作用规律,利用可视化水合物实验设备,研究了5组表面活性剂溶液体系(T40,1.0×10-3 mol·L-1;T80,1.0×10-3 mol·L-1;T40/T80,1.0×10-3 mol·L-1;SDS,10.0×... 为了揭示表面活性剂在瓦斯水合物生成过程的促进作用规律,利用可视化水合物实验设备,研究了5组表面活性剂溶液体系(T40,1.0×10-3 mol·L-1;T80,1.0×10-3 mol·L-1;T40/T80,1.0×10-3 mol·L-1;SDS,10.0×10-3 mol·L-1;SDBS,2.0×10-3 mol·L-1)中瓦斯水合物的生成过程,运用直接观测法测定了水合物生长的广义诱导时间,结合建立的水合物诱导时间模型对实验数据进行了计算和分析。结果表明:表面活性剂的加入降低了溶液的表面张力,促进了烷烃类气体溶解,加快了晶核形成过程,缩短了水合物生成的诱导时间。该成果对运用水合物技术储运瓦斯具有一定理论价值。 展开更多
关键词 瓦斯水合物 表面活性剂 诱导时间 瓦斯储运
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瓦斯水合物相平衡测定及分解热计算 被引量:6
10
作者 吴强 王世海 +3 位作者 张保勇 高霞 刘传海 朱旺 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期748-754,共7页
为探究瓦斯水合物相平衡条件及其分解热特征,利用瓦斯水合物相平衡实验装置结合图形法研究了CH_4—N_2—O_2瓦斯混合气在纯水体系及TBAB(四丁基溴化铵,0.2mol/L)添加剂体系的水合物相平衡条件,将纯水体系下瓦斯水合物相平衡压强实验值与... 为探究瓦斯水合物相平衡条件及其分解热特征,利用瓦斯水合物相平衡实验装置结合图形法研究了CH_4—N_2—O_2瓦斯混合气在纯水体系及TBAB(四丁基溴化铵,0.2mol/L)添加剂体系的水合物相平衡条件,将纯水体系下瓦斯水合物相平衡压强实验值与Chen-Guo模型计算值进行对比,基于Clausius-Clapeyron方程计算了瓦斯水合物分解热.结果表明:瓦斯水合物相平衡条件随着CH_4浓度的升高变得更加温和,TBAB可显著改善瓦斯水合物相平衡条件,使水合物相-气相边界向高温低压区域转移;相同温度下,2种瓦斯混合气在纯水体系生成水合物的相平衡压强实验值均低于Chen-Guo模型计算值,相对误差分别为0.18,0.23;水合物分解热随着瓦斯中CH_4浓度的升高而增大,TBAB体系瓦斯水合物分解热远大于纯水体系. 展开更多
关键词 矿井瓦斯 瓦斯水合物 相平衡 分解热 TBAB
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饱和度对含瓦斯水合物煤体渗透率影响试验研究 被引量:2
11
作者 张保勇 李焕如 +1 位作者 高霞 于洋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期122-129,共8页
瓦斯水合固化防突方法能高倍固化瓦斯,降低瓦斯压力,并且前期研究表明,水合物的生成填充煤体孔隙,能够提高煤体强度,改善煤体力学性质,有望减弱煤与瓦斯突出危险性。渗透率是检验瓦斯水合物-煤体体系水合固化效果的关键参数,因此利用应... 瓦斯水合固化防突方法能高倍固化瓦斯,降低瓦斯压力,并且前期研究表明,水合物的生成填充煤体孔隙,能够提高煤体强度,改善煤体力学性质,有望减弱煤与瓦斯突出危险性。渗透率是检验瓦斯水合物-煤体体系水合固化效果的关键参数,因此利用应力-渗流-固化一体化三轴试验机,开展了3种目数和3种饱和度条件下含瓦斯煤、含瓦斯水合物煤体渗透实验,测定了瓦斯水合物生成前后煤体渗透率;基于含水合物多孔介质渗透率模型,探讨了煤体中瓦斯水合物的分布模式。结果表明:水合物生成后煤体的渗透率降幅为19.9%~93.0%,其中40~60目(0.250~0.425 mm)60%饱和度煤样渗透率降低幅度最大;随着饱和度增加,20~40目(0.425~0.850 mm)及40~60目(0.250~0.425 mm)含瓦斯水合物煤体渗透率均先减小后增大,60~80目(0.18~0.25 mm)煤样始终呈增大趋势;将试验结果与渗透率理论模型对比发现,本试验煤体中瓦斯水合物分布模式以表面胶结型为主,水合物生成对煤体内瓦斯渗流通道的阻塞效果显著。 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 瓦斯水合物 饱和度 渗透率 分布模式
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基于GM(1,N)改进模型的瓦斯水合物相平衡预测 被引量:6
12
作者 慕亚茹 母丽华 《黑龙江科技大学学报》 CAS 2015年第1期70-74,共5页
研究瓦斯水合物相平衡的条件是实现瓦斯水合物储运技术的关键。利用水合物相平衡测定装置得到的动态相平衡数据,采用基于残差修复的灰色残差GM(1,N)模型的数据修复方法,建立残差GM(1,N)模型。以瓦斯水合物相平衡压力值为研究对象,以水... 研究瓦斯水合物相平衡的条件是实现瓦斯水合物储运技术的关键。利用水合物相平衡测定装置得到的动态相平衡数据,采用基于残差修复的灰色残差GM(1,N)模型的数据修复方法,建立残差GM(1,N)模型。以瓦斯水合物相平衡压力值为研究对象,以水合物相平衡温度值为参数列,采用灰色GM(1,N)理论,建立组分(φ)为CH455%、C2H610%、C3H810%、CO22%、N223%的瓦斯气样在不同温度条件下的压力值预测模型。结果表明:基于残差GM(1,N)模型的数据修复算法更加有效、可靠,并且具有良好的实用性,明显提高了灰色预测模型的预测精度,为瓦斯水合物相平衡研究提供了准确的数据支持,具有一定的应用价值和实际意义。 展开更多
关键词 瓦斯水合物 相平衡 灰色预测 残差
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THF对高浓度CH_4瓦斯水合分离效果影响实验 被引量:6
13
作者 吴强 王世海 +2 位作者 张保勇 刘昌岭 高霞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1158-1163,共6页
为改善高浓度CH_4瓦斯水合分离效果,进行了3种初始压力(1.5,2.5,3.5 MPa)影响下高浓度CH_4瓦斯(60%CH_4,32%N_2,8%O_2)在摩尔分数为2.5%~5.5%的THF溶液中的水合分离实验,结合气相色谱分析结果,考察THF摩尔分数、初始压力对CH_4回收率和... 为改善高浓度CH_4瓦斯水合分离效果,进行了3种初始压力(1.5,2.5,3.5 MPa)影响下高浓度CH_4瓦斯(60%CH_4,32%N_2,8%O_2)在摩尔分数为2.5%~5.5%的THF溶液中的水合分离实验,结合气相色谱分析结果,考察THF摩尔分数、初始压力对CH_4回收率和分离因子的影响;利用Raman光谱技术分析高浓度CH_4瓦斯在THF摩尔分数5.5%、初始压力1.5 MPa、温度2℃实验条件下水合产物微观晶体结构特征。结果表明:同一压力下,CH_4回收率和分离因子随THF摩尔分数升高呈递增趋势;THF摩尔分数在2.5%~4.5%时,CH_4回收率随着初始压力的升高先增大后减小,THF摩尔分数为5.5%时,CH_4回收率随着初始压力的升高而增大,4种浓度THF溶液中分离因子均随着初始压力的升高而减小;THF参与水合反应并占据大孔穴(5^(12)6~4),为瓦斯气体提供小孔穴(5^(12))骨架,CH_4优于N_2,O_2占据小孔穴,THF—CH_4—H_2O生成II型水合物。 展开更多
关键词 瓦斯水合物 THF 水合分离 RAMAN光谱
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改性干水材料配比对水合物法分离回收瓦斯动力学影响
14
作者 张强 陈敏杰 +1 位作者 薛广鑫 李元吉 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3418-3428,共11页
为增大水合物法分离回收低浓度煤矿瓦斯速率、提高瓦斯水合物含气量,采用四种质量分数的碳纳米管和铜粉分别与摩尔分数5.56%的四氢呋喃(Tetrahydrofuran,THF)复配对干水进行改性。以干水作为液相开展了5轮次瓦斯水合分离回收循环试验,... 为增大水合物法分离回收低浓度煤矿瓦斯速率、提高瓦斯水合物含气量,采用四种质量分数的碳纳米管和铜粉分别与摩尔分数5.56%的四氢呋喃(Tetrahydrofuran,THF)复配对干水进行改性。以干水作为液相开展了5轮次瓦斯水合分离回收循环试验,探究改性干水对摩尔分数25%CH_(4)/67%N_(2)/8%O_(2)混合气分离回收动力学的影响,并考察改性干水的可重复利用性。结果表明,质量分数0.5%碳纳米管改性干水体系中瓦斯水合分离回收初始阶段反应速率最快[为1.007 mmol/(mol·h)],气体消耗量最大(为4.992 mmol/mol)。改性材料质量分数为1%时,改性干水可重复利用性最好。对比发现,质量分数10%结冷胶改性干水体系中瓦斯水合分离回收速度最快,可达1.264 mmol/(mol·h),在该体系中开展了压力驱动力优选试验,瓦斯水合分离回收动力学最优结果为6 MPa体系。 展开更多
关键词 安全工程 改性干水 可重复利用性 瓦斯水合物 气体消耗量
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含煤体系瓦斯水合物相平衡测定与分解热计算 被引量:1
15
作者 吴强 韩慧明 +4 位作者 刘传海 陈冉 张保勇 赵子琪 王维维 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1108-1118,共11页
随着煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出事故频繁发生,采取有效措施预防煤与瓦斯突出灾害发生是国家煤炭能源战略所需.煤介质中瓦斯水合物相平衡值与分解热值是基于水合物法防治煤与瓦斯突出的重要参数.利用瓦斯气体水合物相平衡试验装置... 随着煤矿开采深度的增加,煤与瓦斯突出事故频繁发生,采取有效措施预防煤与瓦斯突出灾害发生是国家煤炭能源战略所需.煤介质中瓦斯水合物相平衡值与分解热值是基于水合物法防治煤与瓦斯突出的重要参数.利用瓦斯气体水合物相平衡试验装置研究CH4水合物与CO_(2)水合物在4种粒径(C1:0.425~0.850 mm,C2:0.250~<0.425 mm,C3:0.180~<0.250 mm,C4:0.150~<0.180 mm)煤介质中相平衡条件,得到4种粒径煤介质中CH4水合物与CO_(2)水合物相平衡参数曲线,将其与Chen-Guo模型理论预测值比较,并基于Clausius-Clapeyron方程计算了CH4水合物与CO_(2)水合物在4种粒径煤介质中的分解热.结果表明:4种粒径煤介质中瓦斯水合物相平衡条件存在一临界值,低于此临界值,相平衡热力学条件随着粒径的减小而趋于温和,高于此临界值,相平衡热力学条件随着粒径的减小变得更加苛刻;CH4水合物完全分解所需要的平均分解热随着煤介质粒径的减小而逐渐增加;除C1粒径外,CO_(2)水合物完全分解所需要的平均分解热随着煤介质粒径的减小而逐渐增加,CO_(2)水合物平均分解热均小于CH4水合物的平均分解热,CH4水合物在煤介质中的稳定性相比于CO_(2)水合物更高,分析认为利用水合固化机理防治煤与瓦斯突出在富含CH4的煤层中应用效果更好. 展开更多
关键词 煤与瓦斯突出 瓦斯水合物 多孔介质 相平衡 分解热
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基于水合物分离法提纯高浓度CO2瓦斯的相平衡研究 被引量:3
16
作者 张保勇 于洋 +1 位作者 吴强 刘传海 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期113-118,共6页
高浓度CO2瓦斯水合物相平衡的确定是基于瓦斯水合物分离法的瓦斯抽采利用关键问题。利用可视化瓦斯水合物相平衡装置,结合恒容温度搜索法和观察法,首先测定了不同温度、压力下3种高浓度CO2瓦斯气样的相平衡条件,在试验基础上提出了高浓... 高浓度CO2瓦斯水合物相平衡的确定是基于瓦斯水合物分离法的瓦斯抽采利用关键问题。利用可视化瓦斯水合物相平衡装置,结合恒容温度搜索法和观察法,首先测定了不同温度、压力下3种高浓度CO2瓦斯气样的相平衡条件,在试验基础上提出了高浓度CO2瓦斯水合物相平衡温度与压力关系式,此外,对比分析了高浓度CO2瓦斯气样与纯CO2、纯CH4气样水合物相平衡的差异。结果表明:高浓度CO2瓦斯水合物形成条件较温和,0.44℃下相平衡压力最低,为1.58 MPa;高浓度CO2瓦斯水合物相平衡温度与压力呈二项式关系;高浓度CO2瓦斯水合物相平衡曲线位于纯CH4和纯CO2水合物相平衡曲线之间,且更为接近纯CO2相平衡曲线;较低温度、压力(0.44~4.94℃,1.58~2.80MPa)下,气样中CO2浓度上升能降低高浓度CO2瓦斯水合物相平衡压力,改善其相平衡条件,而较高温度、压力(4.94~7.80℃,2.80~4.02 MPa)下,气样中CO2浓度变化对水合物相平衡条件影响较小;高浓度CO2瓦斯水合物相平衡温度与压力关系式得到的压力计算值与实测值之间差值较小,平均相对误差为2.33%,能较准确地预测高浓度CO2瓦斯水合物相平衡条件。高浓度CO2瓦斯相平衡测定结果可为瓦斯水合分离技术中温度和压力选取,基于水合物分离法的CO2捕集与封存技术提供试验参考和理论基础。 展开更多
关键词 高浓度CO2瓦斯 相平衡 瓦斯水合物 水合物生成/分解试验 瓦斯利用
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不同驱动力下瓦斯水合物生长过程Raman光谱特征 被引量:5
17
作者 张保勇 周泓吉 +1 位作者 吴强 高霞 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2768-2773,共6页
基于煤矿瓦斯(CH_4∶C_2H_6∶N_2=67.5∶22.5∶10)水合物相平衡曲线开展四种驱动力ΔP水合动力学实验,利用可见显微Raman光谱仪获取水合物生长过程光谱图,根据水合物相中C_2H_6 C—C键伸缩振动特征峰Raman位移确定了4组实验中水合物为s... 基于煤矿瓦斯(CH_4∶C_2H_6∶N_2=67.5∶22.5∶10)水合物相平衡曲线开展四种驱动力ΔP水合动力学实验,利用可见显微Raman光谱仪获取水合物生长过程光谱图,根据水合物相中C_2H_6 C—C键伸缩振动特征峰Raman位移确定了4组实验中水合物为sⅡ结构。基于van der Waals与Platteeuw模型获取瓦斯水合物生成过程中水合物相气体组分及水合指数变化规律。研究表明:驱动力的大小影响水合物的稳定性,随着驱动力的增加,CH_4相比C_2H_6逐渐占据更多的孔穴结构,CH_4在水合物相内比例增加,水合物稳定性越强;瓦斯中N_2,CH_4和C_2H_6进入水合物孔穴优先级可以通过分子与水合物孔穴的直径比进行确定,分析认为在sⅡ水合物结构中小孔穴CH_4优先级最高,大孔穴C_2H_6最高;基于瓦斯水合物稳定性,对水合物生长过程客体分子的物质传递规律进行描述,为瓦斯水合物的微观生长提供理论基础。 展开更多
关键词 瓦斯水合物 RAMAN光谱 生长过程 质传递
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NaCl溶液中多组分瓦斯水合物的成核诱导时间 被引量:5
18
作者 吴强 周竹青 +2 位作者 高霞 张强 张保勇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1396-1401,共6页
为加速多组分瓦斯水合化进程,利用可视化水合物实验设备,开展了3种瓦斯混合气在0.5%~3.5%NaCl溶液条件下成核动力学实验,运用直接观测法测定了水合物成核广义诱导时间。结果表明:多组分瓦斯水合物成核诱导时间随瓦斯组分中CH4浓度降低,C... 为加速多组分瓦斯水合化进程,利用可视化水合物实验设备,开展了3种瓦斯混合气在0.5%~3.5%NaCl溶液条件下成核动力学实验,运用直接观测法测定了水合物成核广义诱导时间。结果表明:多组分瓦斯水合物成核诱导时间随瓦斯组分中CH4浓度降低,C3H8浓度升高先减小后增大;添加NaCl可促进瓦斯水合成核,诱导时间随NaCl浓度增大而减小,NaCl浓度为3.5%时,诱导时间最短。基于水合物成核成簇模型和离子电离平衡理论,分析发现:多组分瓦斯中CH4与C3H8浓度的变化,一方面减少水合物生成过程中配位数转变,降低活化能而缩短诱导时间,另一方面生成"篮球-HSII"竞争结构而延缓水合物生成;NaCl电离出的Na+和Cl-分别以[Na(H2O)m]+和[Cl(H2O)n]-形式存在,促使瓦斯水合物前驱体尽快形成,从而促进瓦斯水合物成核。 展开更多
关键词 瓦斯水合物 诱导时间 NaCl浓度 C3H8
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高吸水性聚合物对矿井瓦斯水合分离速率影响研究 被引量:5
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作者 张保勇 张强 +2 位作者 吴强 刘昌岭 程远平 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期382-387,共6页
为探究瓦斯快速水合分离新方法,利用高吸水性聚合物(SAP)饱和吸附四氢呋喃(THF)-十二烷基硫酸钠(SDS)复配溶液促进瓦斯水合物形成,通过高压可视化分离实验获得瓦斯水合过程压力-温度-时间曲线,结合水合物生长速率计算模型,确定出不同反... 为探究瓦斯快速水合分离新方法,利用高吸水性聚合物(SAP)饱和吸附四氢呋喃(THF)-十二烷基硫酸钠(SDS)复配溶液促进瓦斯水合物形成,通过高压可视化分离实验获得瓦斯水合过程压力-温度-时间曲线,结合水合物生长速率计算模型,确定出不同反应体系瓦斯水合物形成诱导时间和水合分离速率,分析SAP-瓦斯-水溶液体系的水合作用机理,建立了SAP促进水合物形成的机理假说模型,探讨了瓦斯与水分子在分离载体中的物质传递作用.结果表明:SAP使瓦斯气体与液体的接触面积由7.065cm2增到79.240cm2,提高了甲烷分子进入接触面机率;本文3组添加SAP的实验体系,其瓦斯水合物形成诱导时间较空白实验分别缩短了9,10和3min,瓦斯水合分离速率较空白实验分别提高了0.56,0.53和1.42cm3/min. 展开更多
关键词 瓦斯水合物 诱导时间 分离速率 高吸水性聚合
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THF-SDS对瓦斯水合分离过程温度场分布影响 被引量:4
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作者 吴强 岳彦兵 +3 位作者 张保勇 高霞 张强 吴琼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期895-901,共7页
为探究THF-SDS复配溶液对瓦斯水合反应过程温度场影响,利用配备阵列式温度传感器的水合反应装置,研究了3组促进剂溶液(1 mol/L THF,1 mol/L THF+0.02 mol/L SDS,1 mol/L THF+0.1 mol/L SDS)体系中瓦斯混合气(85%CH4,7%N2,3%O2,5%CO2)水... 为探究THF-SDS复配溶液对瓦斯水合反应过程温度场影响,利用配备阵列式温度传感器的水合反应装置,研究了3组促进剂溶液(1 mol/L THF,1 mol/L THF+0.02 mol/L SDS,1 mol/L THF+0.1 mol/L SDS)体系中瓦斯混合气(85%CH4,7%N2,3%O2,5%CO2)水合分离过程温度场分布特征。结果表明:瓦斯水合体系中SDS浓度增加,反应放热速率呈递增趋势(0.030~0.230 k J/min);反应热导致水合体系温度分布发生变化,体系上层温度最高,下层温度最低,体系中SDS浓度越高,温度梯度越明显;瓦斯水合物导热系数随体系温度分布发生改变(0.529~0.534 W/(m·K)),SDS浓度越高,瓦斯水合物导热系数越大。分析认为,THF-SDS复配溶液改善了瓦斯水合分离热力学条件,提高了气-水转化率,影响了不同水合体系温度场分布。 展开更多
关键词 瓦斯水合物 THF SDS 水合分离 温度场
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