冰粉填充型多孔介質(zhì)內(nèi)天然氣水合物生成研究.pdf

1、能源資源的日益緊缺使天然氣水合物越來越受到世界各國的高度重視，其相關(guān)研究成為當今能源領(lǐng)域的重要研究方向。為了更好地了解天然氣水合物生成機理，國內(nèi)外學者在天然氣水合物生成動力學方面進行了一系列的探索，發(fā)現(xiàn)天然氣水合物生成過程不僅受溫度、壓力、反應(yīng)物狀態(tài)等基本因素的影響，也受表面添加劑、多孔介質(zhì)、機械震蕩、光、電磁波等外來因素的影響。本文對冰粉填充型多孔介質(zhì)內(nèi)天然氣水合物的生成進行了探索，著重研究了冰粉填充型多孔介質(zhì)的粒徑及其與冰的體積比對

2、水合物生成的影響，并對部分含多孔介質(zhì)的水合物樣品進行CT掃描和分析，討論了小粒徑介質(zhì)中甲烷水合物的存在形態(tài)。
　　研究發(fā)現(xiàn)，多孔介質(zhì)的粒徑及其與冰的體積比對甲烷水合物生成過程有重要影響。當多孔介質(zhì)少量（多孔介質(zhì)與冰粉體積比為0.36）時，較大粒徑的介質(zhì)對生成反應(yīng)促進作用較好，當介質(zhì)粒徑與冰顆粒粒徑相同或者略大時促進作用較差；當多孔介質(zhì)中量（多孔介質(zhì)與冰粉體積比為0.76）時，大粒徑和小粒徑介質(zhì)的促進作用較好，介質(zhì)粒徑與冰顆粒粒徑接

3、近時促進作用較差；當介質(zhì)過量（多孔介質(zhì)與冰粉體積比為1.08）時，大粒徑和小粒徑介質(zhì)的促進作用較好，介質(zhì)粒徑比冰顆粒粒徑略大時促進效果較差。此外，小粒徑和大粒徑的介質(zhì)隨其比例的增大其促進作用也呈現(xiàn)出增大的趨勢；介質(zhì)粒徑比冰粒粒徑略小或者略大情況下，介質(zhì)在少量和過量時促進作用較小，中量時促進作用較為明顯；介質(zhì)粒徑與冰粒粒徑相同的情況下，介質(zhì)少量或者過量時促進作用比較明顯，中量時促進作用較差。在本文試驗中，小粒徑、過量的介質(zhì)（BZ01-60

4、0）對生成反應(yīng)促進效果最好；0.6mm粒徑、少量的介質(zhì)（BZ06-200）表現(xiàn)出對生成反應(yīng)的促進作用最差。
　　本文分析，多孔介質(zhì)對天然氣水合物生成的影響主要是由多孔介質(zhì)顆粒與冰顆粒相互間的填充作用引起的，該作用主要有兩種表現(xiàn)形式：一是非反應(yīng)介質(zhì)顆粒的孔隙介質(zhì)骨架支撐作用；二是冰顆粒的水合物轉(zhuǎn)化引起的孔隙結(jié)構(gòu)變化。通過對水合物樣品的CT掃描圖的觀察分析，本文發(fā)現(xiàn)生成反應(yīng)過程中，介質(zhì)顆粒會小部分集聚在一起，不能很好地分散在冰中，這會