天然气低温处理过程中汞的分布与防治

汞在天然气低温处理过程中很容易以液态的形式析出,给天然气生产带来潜在的安全隐患,一旦进入长输管道,还可能造成下游的污染。针对低温处理工艺对汞的脱除作用、天然气低温处理过程中汞的流向及防治方法等进行了研究。研究结果表明,低温处理工艺对汞具有很强的脱除作用,天然气中大部分汞在低温处理过程中以液态汞的形式析出,少部分进入外输气。为消除汞对下游的污染,天然气脱汞可采取干气脱汞或湿气脱汞两种方法,干气脱汞的优点是脱汞剂的性能可以得到很好的保障,脱汞剂用量少,缺点是天然气低温处理过程中存在汞的析出问题,给检修作业带来困难。湿气脱汞的优点是可有效降低汞的析出问题,缺点是脱汞剂用量大,用户可根据自身生产情况进行合理的选择。      

天然气可再生脱汞用载银分子筛评价及应用

为了推动天然气脱汞技术的发展,降低脱汞成本,掌握可再生天然气脱汞工艺技术,有必要开展可再生天然气脱汞工艺的研究和应用。在脱汞剂可再生载银分子筛研发的基础上,通过开展脱汞剂再生温度、再生重复性、原料气中汞质量浓度及含液条件的适应性、动态汞吸附能力等性能的实验室及现场装置应用评价,获取了载银分子筛的相关性能参数。载银分子筛脱汞剂经反复高温再生后脱汞能力无明显下降,再生性好,满足工程实际应用条件;再生温度越高,载银分子筛Ag-B再生效果越好,最低再生温度为280 ℃;脱汞深度不受原料气中汞含量的影响,不同汞含量的原料气经载银分子筛吸附处理后,产品气中汞质量浓度均能达到0.05 μg/m³以下;载银分子筛Ag-B的动态汞吸附能力约为0.36 mg汞/g脱汞剂。脱汞塔空塔气速过大或过小均不利于脱汞吸附,应维持在一定范围内,在10 MPa的压力下,最佳空塔气速范围为1.5~2.5 m/min;原料气含液会导致载银分子筛脱汞能力明显降低,湿气条件下脱汞能力约为干气条件下的63%。在实际工程设计中,应在载银分子筛脱汞前进行天然气脱水处理。相关工程经验及关键参数的获取,可为其他可再生天然气脱汞装置的设计和运行提供工程借鉴。      

强化混凝-吸附耦合法对气田水中汞的去除研究

采用强化混凝-吸附耦合方法处理气田高浓度含汞采出水,研究结果表明经过强化混凝预处理,在最佳pH为11、强化混凝剂加量为100 mg/L,能将水中的汞从9.5 mg/L去除至1.8 mg/L,汞的去除率为80%;采用生物质活性炭吸附,在吸附剂加量为5 g/L、吸附时间为6 h,能将水中的汞从9.5 mg/L降低至0.1 mg/L,汞的去除率为98.8%。采用强化混凝-吸附耦合处理,能使残余汞浓度低于0.05 mg/L,可达到国家二级排放标准的要求。     

超低氯化汞/掺氮活性炭复合材料的制备及其催化性能研究

以乙二胺为氮源,通过热处理制备氮掺杂的活性炭(NAC)。以NAC为载体、HgCl_2为活性组分采用超声辅助等体积浸渍法制备超低氯化汞/氮掺杂活性炭(HgCl_2/NAC)催化剂。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、粒度分析、X射线光电子能谱(XPS)和N_2吸附脱附对材料的官能团、粒径、组成元素和孔结构等进行表征,并考察复合材料对乙炔氢氯化反应的催化性能。结果表明,超声处理10 min后的HgCl_2溶液粒径最佳(平均粒径为95.5 nm);HgCl_2/NAC催化剂的催化性能良好,在反应1000 h后,催化活性仍保持在78%以上,反应的总体温度稳定在136℃左右。     

球磨时间对机械化学法NaBr改性飞灰脱汞性能的影响

采用全方位行星式球磨机对燃煤飞灰进行机械化学改性。在固定床反应装置上探究了球磨时间对改性飞灰脱汞性能的影响，并对飞灰改性前后的理化特性和脱汞机理进行了分析。结果表明，在单一机械球磨改性条件下，飞灰的脱汞效率随着球磨时间的增加出现先升高后降低的趋势。这是由于球磨过程中飞灰粒径变小，非晶相程度增加，Hg⁰与飞灰样品接触面积增加，有利于Hg⁰的脱除；但过长的球磨时间会造成飞灰孔隙结构的破坏并发生细微颗粒的团聚，使比表面积降低，不利于Hg⁰的脱除。机械球磨条件下添加改性剂NaBr后，飞灰的脱汞效率显著提升，并随着球磨时间的增加而单调增加，这是由于在机械球磨与NaBr的共同作用下，在飞灰表面产生了较多的羰基、羧基/酯基等活性官能团，同时生成C-Br共价基团，促进Hg⁰的吸附脱除。原始飞灰和单一机械化学改性飞灰对Hg⁰的脱除主要以吸附为主，氧化作用占比较少，约为吸附作用的1/3。机械化学NaBr改性飞灰对Hg⁰的吸附能力和氧化能力均显著提升，且吸附作用和氧化作用占比相当。     

水中痕量汞监测的研究进展

在水体中难以降解的重金属汞具有较强的毒性,严重影响生态环境和人体健康。因此,有必要对水体中汞的含量进行监测,从而为水质评估和后续处理提供理论依据。文章评述了近年来国内外监测水体中汞含量的分析方法,包括原子吸收光谱法(AAS)、紫外-可见分光光度法(UV-vis)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、荧光探针法、原子荧光光谱法(AFS)和电化学法等;并对上述分析方法的基本原理、特点、应用范围和检出限进行了总结,发现大多监测方法致力于实现较低的检出限,获得良好的监测效果,检出限基本在10^-5～10³ μg/L之间,为实现水体中汞的现场监测提供了重要的发展方向。     

乌鲁木齐河东矿区煤储层渗流孔孔隙分形特征研究

为准确描述乌鲁木齐河东矿区煤储层渗流孔孔隙特性,结合压汞试验及煤质分析试验,采取分段分形方法定量探讨了煤储层渗流孔孔隙结构特征及其影响因素,将渗流孔孔隙度与孔隙结构参数进行耦合,并进行了煤岩渗透率预测。研究结果表明:乌鲁木齐河东矿区43号和45号主力煤层孔隙结构较为复杂,但连通性较好,43号煤层样品压汞曲线表现进汞饱和度相似,退汞效率较高,煤样微小孔及大孔较为发育。45号煤层样品进汞饱和度为45%～85%,且退汞效率较低,煤样微小孔隙占有绝对优势,故43号煤层孔渗性优于45号煤层;煤岩渗流孔隙分形维数分布在2～3,中、大型孔隙均存在明显的分形特征,煤样的中孔分形维数D_2高于大孔分形维数D_1,故研究区煤储层中孔较大孔复杂;大孔分形维数随着镜质组含量的增加而减小,随着惰质组含量的增加而增加,随着煤中水分的增加而呈现倒"U"型的相关关系,随着灰分的增加呈现下降的趋势等;煤岩渗透率高低是渗流孔孔隙度和孔隙结构耦合而决定的,在95%置信带内大孔孔隙度P_1与渗透率呈现强相关关系,中孔孔隙度P_2与渗透率呈现中等程度相关,分形维数D_1、D_2则呈现弱相关关系。基于支持向量机方法将渗流孔孔隙度和分形维数作为煤岩渗透率的自变量进行训练,经检验得出的渗透率与实际测试渗透率拟合程度很好,渗流孔孔隙度与孔隙结构耦合可有效反映煤岩渗透率。     

致密砂岩储集层渗透率预测修正方法

致密砂岩储集层孔喉细小、孔喉关系复杂,现有的渗透率预测模型常应用于常规砂岩或碳酸盐岩储集层,不能很好地预测致密砂岩储集层的渗透率。选取鄂尔多斯盆地长6—长8油层组的10块致密砂岩岩心,基于矿物分析和扫描电镜等实验,分析了样品的矿物组成与孔喉结构特征;基于高压压汞实验,对8类典型渗透率预测模型的特征参数进行了修正,建立了适用于致密砂岩储集层的渗透率预测修正方法,并对模型进行了优选与适应性评价。研究表明,修正的Pittman模型、Winland模型、Dastidar模型和K-T模型对致密砂岩储集层渗透率具有较好的预测效果;而修正的Purcell模型、Swanson模型、Thomeer模型和W-A模型的预测效果较差。