煤层气水合物理论与技术

前言第1章 绪论 1.1 煤层气资源概况 1.1.1 煤层气资源 1.1.2 煤层气开发现状 1.1.3 煤层气利用前景 1.2 中国煤层气资源利用现状 1.2.1 常规煤层气利用技术 1.2.2 低浓度瓦斯直接利用技术 1.3 煤层气浓缩与储运技术 1.3.1 煤层气浓缩技术 1.3.2 煤层气储运技术第2章 气体水合物性质与水合物技术 2.1 引言 2.2 水的结构和性质 2.2.1 氢键 2.2.2 水分子和冰的结构 2.2.3 水的物理性质 2.2.4 液态水的结构模型 2.3 气体水合物的结构与性质 2.3.1 水合物的结构 2.3.2 水合物的性质 2.3.3 二元水合物 2.4 气体水合物研究现状 2.4.1 相平衡热力学研究 2.4.2 气体水合物生成动力学 2.4.3 水合物分解动力学 2.5 天然气水合物资源与开采技术 2.5.1 天然气水合物全球资源分布 2.5.2 天然气水合物开采方法 2.6 气体水合物工业技术 2.6.1 天然气水合物储运技术 2.6.2 混合气体的气体水合物提纯技术 2.6.3 其他水合物工业技术第3章 煤层气水合物合成的实验研究 3.1 水合物合成实验装置 3.1.1 实验室合成装置的强化方式 3.1.2 国内外实验装置的现状及主要问题分析 3.1.3 基于喷射的半间歇式水合物合成方案设计 3.1.4 实验装置简介 3.1.5 PW30-14型水合物试验台结构组成与设备技术指标 3.1.6 PW30-14型试验装置性能评价及主要应用 3.2 喷雾方式下煤层气水合物合成实验 3.2.1 实验样品 3.2.2 实验方法与实验过程概述 3.2.3 实验结果与分析 3.2.4 纯水条件下气体水合物合成反应 3.3 SDS溶液条件下的气体水合物合成反应 3.3.1 表面活性剂及机理 3.3.2 SDS浓度的确定 3.3.3 反应过程特性 3.4 SDS溶液条件对水合物合成的影响 3.4.1 宏观特性 3.4.2 压力对表面活性剂体系反应的影响 3.4.3 表面活性剂浓度对水合物反应的影响 3.4.4 综合影响因素分析第4章 喷雾方式下水合物形成机理与动力学分析 4.1 引言 4.2 水合物生成热力学条件 4.3 水合物生长过程分析 4.3.1 微观生长过程 4.3.2 宏观生长过程 4.4 液滴生成水合物物理模型 4.4.1 物理模型分析 4.4.2 模型参数确定 4.5 气体水合物模型的分析与讨论 4.5.1 反应率随时间变化 4.5.2 颗粒半径对反应的影响 4.5.3 温度与压力对反应机理影响第5章 煤层气水合物分解实验与动力学模型 5.1 引言 5.2 煤层气水合物分解实验 5.2.1 实验装置 5.2.2 实验概述 5.2.3 分解实验结果 5.3 气体水合物分解的物理模型 5.3.1 水合物分解过程概述 5.3.2 物理模型 5.3.3 参数确定 5.3.4 水合物分解实验与理论数值对比 5.4 煤层气水合物分解条件对分解机理影响 5.4.1 0℃以上分解 5.4.2 0℃以下分解. 5.4.3 颗粒总分解时间 5.4.4 颗粒粒径对分解机理影响第6章 气体水合物技术浓缩含氧煤层气实验研究 6.1 引言 6.2 工业气体分离技术 6.2.1 变压吸附(PSA) 6.2.2 低温液化 6.2.3 膜分离 6.3 气体水合物技术提纯含氧煤层气的机理 6.3.1 水合物提纯技术 6.3.2 水合物技术提纯机理 6.4 实验装置与方法 6.4.1 实验与测试装置 6.4.2 实验样品 6.4.3 实验方法 6.5 高甲烷浓度含氧煤层气的提纯实验 6.5.1 反应过程温度与压力变化 6.5.2 气体浓度变化 6.6 低甲烷浓度含氧煤层气的提纯实验 6.6.1 促进剂对水合物生成条件的弱化实验 6.6.2 含氧煤层气提纯效率分析第7章 煤层气水合物储运的技术与经济分析 7.1 引言 7.2 水合物储运条件选择 7.3 储运安全性分析与比较 7.4 经济指标分析与对比 7.4.1 生产过程理论能耗计算 7.4.2 运输过程费用 7.4.3 投资成本的比较 7.4.4 综合成本比较 7.5 煤层气水合物生产线工艺简介参考文献

　　作者赵建忠经过多年的深入研究分析，提出采用气体水合物技术储运与提纯含氧煤层气的基本研究思想和理论。本书通过大量实验，系统研究了煤层气水合物在不同条件下储运特性与气体成分变化的影响规律，较详细地推导了气体水合物生成与分解的反应-扩散物理模型，从理论数值计算方面研究了气体水合物颗粒生成与分解的机理与影响因素，并与其他储运工艺在工业生产中的技术经济进行评价，深入地分析了煤层气水合物理论与技术的各环节特性，为这一技术的推广与应用奠定了理论基础。本书针对煤层气利用环节特点，详尽介绍了水合物的性质和工业技术，首次提出了采用气体水合物技术储运与提纯含氧煤层气的基本研究方案和理论，并结合大量系统实验，形成从合成、利用到分解与评价完整的科学体系。随着煤矿开采深度的增加，煤层瓦斯含量还会增加，不仅大量浪费能源，而且加剧环境的温室效应，煤层气水合物提纯与储运技术的研究可为低甲烷浓度煤层气储运与提纯技术提供一条新的技术途径，对于实现能源与环境的可持续发展、实施以优质能源为主的能源发展战略与合理调整能源结构具有重要意义。本书可供从事采煤专业及煤层气与瓦斯利用领域的专业技术人员在工作中参考，也可供高等院校师生、相关企业的科研部门研究人员和管理人员参考。