驅動力影響下瓦斯水合分離試驗研究.pdf

1、瓦斯水合物具有生成條件溫和、儲氣率高的優(yōu)點，瓦斯水合固化分離技術的深入研究有益于防治礦井瓦斯災害、優(yōu)化我國能源結構、減少溫室氣體排放。瓦斯水合物快速成核生長、高效分離富集是實現(xiàn)瓦斯水合分離技術工業(yè)化應用的關鍵，因此，開展瓦斯水合物動力學及其促進劑的研究具有重要的科學意義和工程價值。
　　我國煤田地質條件復雜，煤層賦存瓦斯 CH4濃度高低不等，鑒于目前關于瓦斯水合物動力學研究多針對于低濃度瓦斯，而關于高濃度瓦斯的相關報道卻不多見，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象。應用Chen-Guo模型計算2℃時兩種瓦斯氣樣在純水體系的相平衡壓力值，在此基礎上分別給定4種驅動力，利用高壓可視攪拌水合分離實驗裝置，分別開展2種瓦斯氣樣在純水體系、SDS促進劑體系(100mg/L)、油水乳液體系(V油:V水=1:1)的動力學實驗，考察驅動力對誘導時間、生長速率以及回收率和分離因子的影響并分析了影響機理。
　　純水體系實驗結果表明：瓦斯氣樣G1、

3、G2生成水合物的誘導時間均隨著驅動力的增大而減小、生長速率均隨著驅動力的增大而增大，CH4回收率和分離因子均隨著驅動力的增大而增大。
　　SDS促進劑體系實驗結果表明：氣樣G1、G2生成水合物的誘導時間均隨著驅動力的增大而減小、生長速率均隨著驅動力的增大而增大。氣樣G1體系CH4回收率隨著驅動力的增大而增大，分離因子隨著驅動力的增大而先增大后減??；氣樣 G2體系 CH4回收率和分離因子均隨著驅動力的增大而先增大后減小。SDS體系和

4、純水體系對比分析表明，氣樣G1、G2在SDS體系水合物成核誘導時間遠小于純水體系，生長速率遠大于純水體系，瓦斯水合分離效果優(yōu)于純水體系。
　　油水乳液體系實驗結果表明：氣樣G1、G2在油水乳液體系水合物生長速率均隨著驅動力的增大而增大，氣樣 G1、G2體系 CH4回收率和分離因子均隨著驅動力的增大而先增大后減小。對比分析結果表明，相同驅動力條件下，氣樣G1、G2在油水乳液體系的水合物生長速率遠大于純水體系，但小于SDS促進劑體系；