开发利用低浓度瓦斯资源,对于缓解能源紧缺、消费结构不合理等问题具有重要意义。亮氨酸、色氨酸是一种促进水合物生成的高效绿色动力学促进剂,为了促进水合物快速生成,选择亮氨酸、色氨酸及来研究其甲烷水合物生成的促进效果。然而,其与1,3-二氧五环协同作用下对水合物法分离瓦斯的影响尚不清楚。氨基酸是一种促进水合物生成的高效绿色动力学促进剂,可用于气体储存与运输技术。为了研究氨基酸与热力学促进剂1,3二氧五环两者协同作用下对水合物分离低浓度瓦斯的影响,以亮氨酸、色氨酸和1,3-二氧五环为添加剂,研究了不同浓度添加剂体系下30% CH4 /70% N2混合气体的水合物生成动力学过程和气体分离效率,分析了在氨基酸协同作用下对水合物形貌、诱导时间、气体消耗速率、气体消耗量、气体分离效率。实验结果表明:水合物分解而出的气体中的CH4浓度相比于原料气体有了极大提高,分解气体中的CH4浓度范围为43.92%~57.41%,CH4回收率为42.11%~62.20%,所有体系都能有效分离30%CH4+70%N2混合气中的CH4气体。其中当压力为6MPa时,0.3wt%亮氨酸+1mol% 1,3-二氧五环复配体系中CH4/N2的分离提纯效果最好,CH4浓度为56.46%,回收率为64.2%。相比单一的 1,3二氧五环体系,加入亮氨酸、色氨酸之后的复配体系进一步增强了分离提纯30%CH4+70%N2效果,具有良好的应用前景,同时为低浓度瓦斯的开发利用提供了理论基础。
0 引言
1 实验与方法
1.1 实验预测和准备
1.2 实验材料
1.3 实验装置
1.4 实验步骤
2 结果与讨论
4+N2水合物外观形状'>2.1 CH4+N2水合物外观形状
4+N2水合物生成热力学研究'>2.2 CH4+N2水合物生成热力学研究
4+N2水合物生成动力学研究'>2.3 CH4+N2水合物生成动力学研究
2.3.1 诱导时间
2.3.2 气体消耗速率
2.3.3 气体消耗量
4+N2混合气分离效果影响因素'>2.4 CH4+N2混合气分离效果影响因素
2.4.1 压力对气体分离效果的影响
2.4.2 添加剂对气体分离效果的影响
2.5 机理分析
2.5.1 热力学促进机理
2.5.2 动力学促进机理
2.5.3 混合气体分离提纯机理
3 结论
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会