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低浓度瓦斯气体水合分离过程中十二烷基硫酸钠和高岭土的影响 被引量：24
1
作者 吴强 朱玉梅 张保勇 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1193-1198,共6页
为了探寻有效改善瓦斯水合分离动力学条件的方法,本文研究了十二烷基硫酸钠(SDS)和高岭土对瓦斯水合物生成过程及CH4分离效果的影响。实验获取了低浓度瓦斯在4个体系中,即:SDS质量分数为10.34%的SDS溶液及高岭土质量分数为1.47%、5.64%... 为了探寻有效改善瓦斯水合分离动力学条件的方法,本文研究了十二烷基硫酸钠(SDS)和高岭土对瓦斯水合物生成过程及CH4分离效果的影响。实验获取了低浓度瓦斯在4个体系中,即:SDS质量分数为10.34%的SDS溶液及高岭土质量分数为1.47%、5.64%和8.23%的SDS-高岭土复配溶液中瓦斯水合物生成过程压力-温度-时间(p-T-t)曲线,利用气相色谱仪测定了分离产物中CH4的浓度。结果表明:SDS和SDS-高岭土复配体系缩短了瓦斯水合物生成诱导时间,提高了瓦斯水合物生成速率。4个体系中,瓦斯水合物生成诱导时间最短为72min,平均生成速率最大可达5.261×10-6m3·h-1;一级水合分离产物中CH4浓度比原料气提高了12.40%～20.61%;在SDS-高岭土复配溶液中,瓦斯水合物分形生长,CH提纯浓度最高可达58.41%。 展开更多
关键词 低浓度瓦斯 气体水合分离 十二烷基硫酸钠 高岭土
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THF对低浓度瓦斯水合化分离热力学条件促进作用 被引量：22
2
作者 张保勇 吴强 朱玉梅 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期203-208,共6页
利用可视化分离实验装置,测定了3种浓度(1,0.1和0.01 mol/L)四氢呋喃(THF)溶液中低浓度瓦斯水合化分离热力学参数,色谱分析了分离产物中CH4提纯浓度.对CH4-N2-O2-H2O体系水合物生成相平衡参数Chen-Guo模型计算值和本文实验值进行比较.... 利用可视化分离实验装置,测定了3种浓度(1,0.1和0.01 mol/L)四氢呋喃(THF)溶液中低浓度瓦斯水合化分离热力学参数,色谱分析了分离产物中CH4提纯浓度.对CH4-N2-O2-H2O体系水合物生成相平衡参数Chen-Guo模型计算值和本文实验值进行比较.结果表明:THF的添加有效改善了水合物形成热力学条件,例如17.70℃时,添加促进剂THF后水合物生成压力值降低了7.973 MPa;不同浓度THF溶液对瓦斯水合化分离热力学条件的改善效果不同,所研究的3个浓度体系中,1 mol/L浓度的THF溶液促进效果最好. 展开更多
关键词 低浓度瓦斯 气体水合化分离 四氢呋喃 热力学作用
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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
3
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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THF-SDS对瓦斯水合分离过程温度场分布影响 被引量：4
4
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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非平衡级法气体混合物吸收-水合双塔分离单元的模拟计算 被引量：3
5
作者 马庆兰 雷雅慧 陈光进 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1748-1759,共12页
水合物技术应用于低沸点气体混合物分离的优势在于其可在0℃左右操作,因此可极大地降低制冷所消耗的能量。由于此分离方法尚处在理论研究阶段,还不能实现工业化,因此对操作流程模拟计算的研究很有必要。采用非平衡级法(速率法)对水合塔... 水合物技术应用于低沸点气体混合物分离的优势在于其可在0℃左右操作,因此可极大地降低制冷所消耗的能量。由于此分离方法尚处在理论研究阶段,还不能实现工业化,因此对操作流程模拟计算的研究很有必要。采用非平衡级法(速率法)对水合塔-吸收塔串联操作流程进行了模拟计算,其中涉及水合物生成动力学模型、水合物分解动力学模型以及混合气体在乳液相的吸收传质动力学模型。探讨了两个串联分离塔操作参数,如温度、压力等,对分离效率的影响,所得结果对水合物技术分离低沸点气体混合物流程的设计有重要意义,同时也可为以后的工业化奠定一定的理论基础。 展开更多
关键词 气体水合物 油水乳液 吸收-水合 分离塔
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雾化喷嘴夹角对瓦斯水合分离的影响 被引量：1
6
作者 刘传海 吴强 +3 位作者 张保勇 张家豪 张强 吴琼 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第3期1-4,8,共5页
为改善高浓度CH_4瓦斯水合分离效果,利用瓦斯快速水合喷雾实验装置开展了雾化喷嘴夹角影响下高浓度CH_4瓦斯水合分离实验,结合瓦斯水合结束气-固相色谱分析结果,探讨喷嘴夹角对CH_4回收率和分离因子的影响。结果表明:60%CH_4瓦斯气样,... 为改善高浓度CH_4瓦斯水合分离效果,利用瓦斯快速水合喷雾实验装置开展了雾化喷嘴夹角影响下高浓度CH_4瓦斯水合分离实验,结合瓦斯水合结束气-固相色谱分析结果,探讨喷嘴夹角对CH_4回收率和分离因子的影响。结果表明:60%CH_4瓦斯气样,喷嘴夹角30°、45°、60°、90°对应的CH_4回收率分别为20.69%、24.23%、16.83%、15.39%,分离因子分别为1.69、1.89、1.55、1.49;70%CH_4瓦斯气样,喷嘴夹角30°、45°、60°、90°对应的CH_4回收率分别为22.44%、25.27%、19.63%、17.87%,分离因子分别为1.67、1.83、1.52、1.41;80%CH_4瓦斯气样,喷嘴夹角30°、45°、60°、90°对应的CH_4回收率分别为22.36%、24.51%、18.81%、16.14%,分离因子分别为1.90、1.95、1.76、1.75。3种瓦斯气样的CH_4回收率和分离因子均随雾化喷嘴夹角的升高先增大后减小,其影响顺序为:45°>30°>60°>90°。 展开更多
关键词 瓦斯水合物 喷雾 分离因子 回收率 水合分离
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干水和THF-SDS对瓦斯水合分离的影响 被引量：1
7
作者 吴强 张家豪 +1 位作者 高霞 刘传海 《黑龙江科技大学学报》 CAS 2016年第4期378-382,共5页
为探寻有效改善瓦斯水合生长速率和分离浓度的方法,利用可视化瓦斯分离实验装置,研究纯水体系、干水体系和THF-SDS复配体系(THF 0.10 mol/L,SDS 0.10 mol/L)对瓦斯水合物生成过程及分离浓度影响。实验获取各个体系中瓦斯水合物生成过程... 为探寻有效改善瓦斯水合生长速率和分离浓度的方法,利用可视化瓦斯分离实验装置,研究纯水体系、干水体系和THF-SDS复配体系(THF 0.10 mol/L,SDS 0.10 mol/L)对瓦斯水合物生成过程及分离浓度影响。实验获取各个体系中瓦斯水合物生成过程的温压-时间曲线,利用水合物生长速率模型求出各体系水合物生长速率。运用气相色谱仪测定出平衡相和水合物相CH_4浓度,计算出CH_4回收率和分离因子,并对干水和THF-SDS复配溶液促进机理进行初步分析。结果表明:干水体系和THF-SDS复配体系的瓦斯水合物生长速率较纯水体系分别提高了0.081和0.09 cm3/min,CH_4回收率分别提高了4.34%和14.57%,分离因子分别提高了0.166和0.949。 展开更多
关键词 瓦斯水合物 干水 生长速率 回收率 水合分离
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冰成瓦斯水合物生成动力学及分离效果实验研究
8
作者 张保勇 张赛 +2 位作者 刘金华 王世海 刘文新 《黑龙江科技大学学报》 CAS 2016年第1期31-35,共5页
针对驱动力对瓦斯混合气-冰体系水合分离效果影响,利用水合分离实验装置开展了3种驱动力下(1、2、3 MPa)冰成瓦斯水合物分离实验,基于水合物生长速率、回收率及分离因子计算理论,分析了甲烷体积分数与驱动力对生长速率及分离因子等影响... 针对驱动力对瓦斯混合气-冰体系水合分离效果影响,利用水合分离实验装置开展了3种驱动力下(1、2、3 MPa)冰成瓦斯水合物分离实验,基于水合物生长速率、回收率及分离因子计算理论,分析了甲烷体积分数与驱动力对生长速率及分离因子等影响。结果表明:瓦斯混合气-冰体系水合物诱导阶段不明显,驱动力影响下瓦斯水合物最大生长速率提高了65%,甲烷回收率提高了122%,甲烷分离因子提高了292%,生长速率、分离因子均与甲烷体积分数及驱动力呈正相关。 展开更多
关键词 瓦斯水合物 冰粉 生长速率 分离因子
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雾化喷嘴流量对瓦斯水合分离的影响
9
作者 吴强 张家豪 +1 位作者 靳凯 于洋 《黑龙江科技大学学报》 CAS 2017年第4期325-329,共5页
为改善高浓度CH_4瓦斯水合分离效果,利用瓦斯快速水合喷雾实验装置开展雾化喷嘴流量影响下高浓度的CH_4瓦斯水合分离实验。结合瓦斯水合过程气-固相色谱分析结果,探讨喷嘴流量对CH_4回收率、分离因子和分配系数的影响。结果表明:瓦斯气... 为改善高浓度CH_4瓦斯水合分离效果,利用瓦斯快速水合喷雾实验装置开展雾化喷嘴流量影响下高浓度的CH_4瓦斯水合分离实验。结合瓦斯水合过程气-固相色谱分析结果,探讨喷嘴流量对CH_4回收率、分离因子和分配系数的影响。结果表明:瓦斯气样G1,喷嘴流量从10 mL/min调至20 mL/min,对应的CH_4回收率从17.65%升至25.27%,分离因子从1.46升至1.83,分配系数从1.12升至1.19;瓦斯气样G2,喷嘴流量从10 mL/min调至20 mL/min,对应的CH_4回收率从14.68%升至24.51%,分离因子从1.51升至1.95,分配系数从1.09升至1.13。两种瓦斯气样的CH_4回收率、分离因子和分配系数均随雾化喷嘴流量的增大而增大。 展开更多
关键词 瓦斯水合物 喷雾 流量 水合分离
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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
10
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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