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煤矿瓦斯水合固化分离基础研究
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2011
  • 中图分类:
    TD712.1
  • 关键词:
  • 成果简介:
    本项目的核心技术是通过控制压力和温度,使瓦斯中易生成水合物的甲烷与水生成冰态水合物,从而分离出低浓度瓦斯中的甲烷,达到充分利用瓦斯的目的。本项目属采矿、安全等科学技术领域。在国家自然科学基金委员会资助下课题组开展了三方面研究工作。瓦斯水合分离热力学研究:煤矿抽采出的瓦斯具有组分复杂、CH<,4>浓度变化范围大和出口压力低等特点,课题组研究了瓦斯水合分离机理,确定了不同组分瓦斯水合分离的最佳热力学条件。瓦斯水合动力学特征及控制因素研究:瓦斯水合动力学主要研究水合物生成诱导时间、成核机理等方面的变化规律。诱导时间是水合物结晶过程中的一个重要动力学特征,成核机理主要研究水合物的微观机理和成核速率。瓦斯水合物快速形成理论和方法研究:瓦斯水合物的高效快速生成是利用水合物方式分离及利用瓦斯气体的关键所在,水合物生成过程是一个复杂的物理化学过程,气体组分、反应温度与压力以及促进剂等因素控制着水合物的生成结构类型、反应速度和含气量等物理化学性质,由此,开展了促进剂(SDS,THF,泡沫金属等)对水合物晶核形成影响研究。课题组历经实验室试验、现场小试等研究历程,掌握了煤矿瓦斯水合分离热力学、动力学规律,获取了瓦斯水合物快速形成理论和方法,并获得了令人振奋的实验结果。该技术可以分离甲烷浓度15﹪以上的矿井瓦斯,丰富了30﹪浓度以下的矿井瓦斯分离技术领域。因此,本项目研究成果具有鲜明的技术特点和良好的应用前景。
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