醇胺法脱除煤层气中二氧化碳工艺模拟研究

煤层气深冷液化前,为避免CO2固化堵塞管路,必须首先脱除CO2等酸性气体。采用化工模拟软件,模拟醇胺法脱除煤层气中CO2工艺流程,分析不同组成、不同配比的醇胺溶液对CO2脱除效果的影响,寻找性能较优的吸收剂。研究结果表明,在相同的再生负荷下,添加二乙醇胺(DEA)后效果较佳,其对CO2的吸收性能优于叔胺(MDEA),而再生性能优于碱性较强的一乙醇胺(MEA)。     

低浓度煤层气脱碳工艺模拟研究

低浓度煤层气深冷液化既可解决环境污染问题,又可利用能源资源,但液化前需对煤层气进行净化,脱除CO2等酸性气体。采用AMSIM模拟软件,考察了吸收塔填料高度、胺液循环量、胺液浓度、贫液温度、吸收塔压力等工艺参数对醇胺法脱碳装置气体净化度的影响,研究结果表明,在胺液循环量为35m3/h,MDEA浓度为40%,贫液温度57.5℃,吸收塔压力0.4MPa条件下,吸收效果较佳。     

醇胺配方溶剂捕集CO2驱采油出气中CO2实验研究

采用耐压实验装置模拟 CO₂驱采出气状态,以 CO₂和 CH₄混合气体(体积比 1∶1)作为吸收气体,在中压条件下,以 MDEA 为主吸收剂,分别以 PZ,DEA,DETA 和 DIPA 为活化剂,对吸收 CO₂效果进行了考察。 记录不同浓度溶液在不同温度、压力、转速下的进出气量,测定出反应速率、吸收量、再生率和再生速率,分析其与反应温度、反应压力和吸收液浓度的关系。 对实验结果综合分析,MDEA 复配溶液的吸收及再生性能优于单组分 MDEA 溶液, 可以得出在吸收条件为温度 40 ℃、压力 1.0 MPa 及转速 300 r/min,再生条件为温度 102 ℃(MDEA-PZ)、温度 104 ℃(MDEA-DETA),转速 700 r/min,浓度配比为 35%MDEA+5%PZ 和 35%MDEA+5%DETA 溶液是吸收及再生性能较好的二元复配溶液。     

肥田煤矿低浓度煤层气液化装置净化工艺优选

介绍了目前国内天然气脱除酸性气体与脱水的方法,阐述了低浓度煤层气净化系统工艺方案及净化控制指标:采用一乙醇胺(MEA)溶液吸收原料气中的酸性气体,采用分子筛吸附法深度脱除煤层气中的水。对该系统进行了性能测试,达到了设计指标,可为工业化装置的放大设计提供参考。     

沁水盆地深煤层注入CO_2提高煤层气采收率可行性分析

探讨CO2注入深煤层提高煤层气采收率可行性对于解放我国丰富深部煤层气资源具有积极意义。分析了沁水盆地不同深度条件下储层参数的变化规律,开展了CO2注入煤层增产效应的数值模拟研究。结果显示,煤储层参数随埋深呈非线性变化且各参数显著变化深度具有较好的对应性,存在500~600 m,950~1 150 m两个关键转折界限,据此将煤层划分为浅部、过渡、深部三带。随着埋深增加煤储层强非均质向均质转换,即所有参数在浅部较为离散而深部收敛。通过不同深度煤层的CO2注入生产效果模拟显示,注入CO2后煤层气采收率均得到不同幅度提高;注入CO2提高煤层气采收率效果由过渡带、浅部、深部逐步递减;注入时间越早和越长,提高采收率效果越显著;要实现深部煤层气采收率显著增加必须保证一定的CO2注入量;深部CO2封存优势显著。     

铁法矿区DT26井CO2-ECBM数值模拟及经济评价

基于铁法矿区DT26井地质条件及生产实际,采用COMET3数值模拟软件,模拟预测采用注入CO2强化CH4开采方法(CO2-ECBM)进行原位煤层气开采的产能,并采用净现值(NPV)评价不同排采制度的经济效益。     

废碱液同时吸收CO2和H2S方法与传质模型的研究

提出并研究了利用工业废碱液对地下气化煤气中CO2和H2S进行同时吸收的新方法。分析了碱液吸收CO2和H2S的基本原理,并建立了碱液吸收CO2和H2S的传质模型,在模型实验和数值模拟的基础上,研究了H2S的存在对碱液吸收CO2的影响,通过研究发现,在适宜的碱液浓度及液气比条件下,CO2的脱除效率可达60％以上,当CO2脱除率为58％,80％或大于90％时,煤气热值可分别提高12．3％,17．7％和20％以上,计算结果表明,数值模拟值与实验值基本一致。     

氨基酸盐吸收剂对煤层气中CO_2的去除特性

为探究氨基酸盐吸收剂对煤层气中CO_2的去除特性,利用循环式吸收和再生实验,分别对3种由氨基酸盐与甲基二乙醇胺(MDEA)组成的混合吸收剂,进行煤层气CO_2吸收和解吸特性研究,并与相应的单一氨基酸盐及传统的胺类吸收剂单乙醇胺(MEA)进行比较。结果表明,单一氨基酸盐吸收剂与MEA具有相似的CO_2吸收能力;添加MDEA后,氨基酸盐对CO_2的吸收和解吸性能得到明显提升;由于精氨酸分子中特殊的氨基基团,精氨酸钾(KARG)与MDEA的混合溶液获得了最高的CO_2初始吸收速率(1.13E-03mol·L~(-1) s~(-1))、最高的初始解吸速率(7.70E-04mol·L~(-1) s~(-1))及最高的净循环负荷(0.714mol/mol)。综合考虑CO_2去除性能和吸收剂成本,混合吸收剂KARG+MDEA在煤层气纯化方面具有广阔的应用前景。     

低变质煤种CO吸收剂优选试验研究

低变质煤炭资源在我国储量丰富,其开采时存在未发现自然发火征兆但工作面回风隅角等区段CO体积分数超过0.002 4%的超限现象,威胁矿井的安全生产。选择氯化亚铜(CuCl)、溴化亚铜(CuBr)、氯化银(AgCl)、硝酸银(AgNO3)、氯化铜(CuCl_2)5种材料做为CO吸收剂材料,设计了CO吸收剂吸收CO实验,开展了单一吸收剂溶液、多种吸收剂复配溶液对CO吸收实验。结果表明:CuCl、CuBr、AgCl、AgNO_3对CO均有强度不同的吸收作用,CuCl单一溶液吸收效果最好,CuCl_2对CO无吸收作用;含有CuCl的复配溶液与CuCl单一溶液对CO吸收效果相差不大,且当其溶液内CuCl过量时吸收效果更佳。     

晋城无烟煤CO2-ECBM数值模拟研究

基于晋城无烟煤储层地质条件下的储层和煤岩参数,结合晋城无烟煤煤层气藏直井生产必须压裂增产的实际,使用澳大利亚联邦科工组织的煤层气储层数值模拟软件（SIMED Win）模拟了不同生产井和注入井井距（116m、200m、300m）条件下的煤层气增产和二氧化碳埋存过程。研究结果表明,煤储层注CO2增产煤层甲烷效果明显;CO2-ECBM过程中煤层气生产井的气、水产量呈现联动变化;煤储层的割理孔隙度在甲烷解吸、二氧化碳吸附、煤岩有效应力改变的综合效应下呈现增高-降低-增高-降低的变化趋势。综合考虑煤层甲烷产量和CO2的封存能力,选择200m产注井距具有较好的注入增产效果。     

基于400m埋深煤层对CO_2和CH_4吸附差异性的实验研究

通过MDS-200型三轴渗透仪模拟实际埋深煤层的煤对CO2和(CH4)的单向吸附特性实验,得出同等条件下的吸附过程中CO2的压力变化速率要比CH4快,但是总的变化趋势是接近相似的,2种气体吸附量随时间变化曲线基本都回归于方程y=y0+A1(1-exp(-x/t1))+A2(1-exp(-x/t2)),只是系数不同而已。这些特点对于研究注CO2提高煤层气回收率具有很强的参考价值,进一步验证了注气提高煤层气回收率的理论上的可行性。     

CO_2-ECBM项目中潜在煤(岩)与CO_2突出隐患分析

在低碳经济形式下,煤层气资源作为一种清洁的替代能源具有广阔的发展潜力。注入CO2增产煤层气(CO2-ECBM)项目在众多煤层气开采方法中颇具特点,同时也带来了潜在的煤(岩)与CO2突出隐患。从CO2-ECBM项目原理、特点出发,结合我国煤层气赋存特点,对该项目潜在的隐患进行阐述,结合治理煤与瓦斯突出的经验方法,提出预防煤(岩)与CO2突出的措施,对理论研究和实际生产均有指导意义。     

结合改性硅胶对模拟煤层气中CH４/CO２的吸附分离研究

利 用 碱 土 金 属 (Ba)和 乙 醇 胺 (MEA)对 硅 胶 吸 附 剂 (SGA)进行结合改性得到改性硅胶吸附剂(SGAＧMEAＧBa), 对改性前后硅胶的理化性质、再生性能及其对模拟煤层气中 CH４/CO２ 混合气的分离效果进行分析.结果表明,经过碱 土金属(Ba)和乙醇胺结合改性的SGA 的比表面积和总孔体 积均有所下降;SGA 改性前后其主要官能团基本相同,改性 后出现了—NH２;除了改性后的SGA 中多了 Ba元素的衍射 峰外,改性前后其余物相结构没有特别的改变.经过碱土金 属(Ba)和乙醇胺的结合改性的 SGA 对 CO２ 的吸附量增大, 从１．３４ mmol/g增加到了３．３０ mmol/g,同时对 CO２/CH４ 混合气的分 离 效 果 增 强,对 CO２/CH４ 混 合 气 的 分 离 比 从 ９．１４提高到了９．９２.     

CO2相变爆破致裂增透裂纹扩展数值模拟研究

为探究CO2相变爆破致裂在不同孔间距中的扩展趋势以及在煤层气开采中的应用价值,在贵州省安顺宏发煤矿开展CO2相变爆破致裂试验,对比LS-DYNA裂纹扩展数值模拟结果.研究表明:现场试验中相同条件下,钻孔间距10 m CO2相变爆破致裂效果最佳,且经过CO2相变爆破增透致裂后,煤层的透气性系数可以达到原煤层的3倍左右.软...     

CO2泡沫压裂技术在煤层气开发中的应用前景

依据煤层气储层的特点和CO2的性质，作者通过CO2泡沫压裂液实验研究、压裂工艺探讨。对CO2泡沫压裂技术在煤层气开发中的应用前景进行了探讨。结果表明，CO2泡沫压裂技术是一项较为理想的煤层气储层改造技术，但由于其发泡温度(40℃以上)和施工成本等原因，其应用在地层温度较低和煤层气产量不高的地区会受到一定的限制。     

活性焦超低温催化脱硝及原位热再生实验研究

超低温催化脱硝是具有烟气成分简单、能耗低、阻力小等优点的新型脱硝工艺，而活性焦在超低温催化脱硝方面发挥重要作用，因而针对活性焦在不同气氛下的超低温催化脱硝及原位热再生实验研究，可为提升超低温催化脱硝性能提供技术支撑。利用微型固定床实验装置研究超低温(≤130℃)下不同气氛(氧化和还原)对活性焦脱除NO性能及热再生中NO_x气体的影响规律与原位热再生机理。结果表明：活性焦在实验条件下脱除NO过程中，出口NO体积分数曲线随时间延长呈逐渐上升趋势，表明活性焦样品中的活性位不断被占据。其他条件不变，还原气氛下NO吸收量是氧化气氛的数倍，说明还原气氛更有利于活性焦对NO的脱除；温度越低，还原气氛与氧化气氛的NO脱除量差距越大，活性焦对NO的脱除性能越强。超低温氧化气氛下，活性焦对NO的脱除过程除存在吸附作用外，还存在催化氧化作用，可将NO氧化为NO₂,并将NO₂吸附于活性焦孔隙表面，吸附态NO₂发生歧化反应，生成NO₃。催化氧化脱硝后的活性焦在原位热再生过程中，氧化生成的高阶NO_...     

固体胺纤维的制备及其对CO2的吸附再生性能研究

本文以聚丙烯腈(PAN)纤维为基体,通过预辐照接枝改性在纤维表面引入胺基制备得一种固态胺纤维(PAN-AF).通过反射红外、热重分析、单丝拉伸等手段表征了纤维改性前后相应基团的变化、表面化学结构和热稳定性等性能.评价了所得纤维对CO2的吸附再生性能.结果表明,该纤维可以完全除去混合气中的CO2;吸附CO2后,纤维在100°C中加热30min即可完全再生,经过四次循环吸附再生后,其吸附性能仍维持原纤维的吸附性能.     

CO_2注入煤层中煤储层渗透率变化规律研究

基于煤层渗透率变化对提高煤层气采收率的重要性,研究了煤中矿物质与CO2反应引起的煤层渗透率随时间变化以及渗透率的改善效果。结果表明:煤体渗透率随CO2注入时间的增加呈现出先增大后减小的趋势,渗透率变化量最大值出现在注入CO2后的1.75个月左右;煤储层中注入CO2对原始渗透率较低或较高的煤层改善效果都不理想,而对中等原始渗透率(0.303 6~3.099 0)×10-3μm2的煤层改善效果较好。最后通过分析渗透率与孔隙度随时间的关系,建立了R-R型、I-R型、I-I型3种孔隙度-渗透率关系模型,其中,I-I型对煤层气开发最为有利。     

矿用环保型防灭火材料—电石渣泡沫的实验研究

实验研制电石渣泡沫是一种多功能三相凝胶泡沫,利用泡沫的高含水性、窒息性以及封堵特性实现了对采空区煤火灾害的防治;利用泡沫的强碱性可以吸收CO2等酸性有毒有害气体。本实验在强碱性环境下测试了3种发泡剂α-烯烃磺酸钠(AOS)、十二烷基硫酸钠(SDS)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)及其复配对泡沫发泡性的影响,得出了复配的最优配比;同时研究了不同稳泡剂聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)对泡沫稳泡性的影响;此外,综合分析了不同水灰比对泡沫性能的影响。最后通过煤自燃特性综合测试系统和X-射线衍射实验验证了电石渣泡沫对煤样有一定的阻化效果,对CO2有明显的吸收效果。     

钠基负载型固体CO2吸收剂碳酸化反应特性

针对钠基固体吸收剂脱除燃煤烟气CO2技术存在的吸收剂活性成分碳酸钠与CO2的反应活性较低的问题,分别选取硅藻土、粗孔硅胶、ZrO2、TiO2和γ-氧化铝作为载体,Na2CO3作为活性成分,采用浸渍法制备成5种钠基吸收剂。利用热重分析装置、XRD、SEM和氮吸附仪研究各吸收剂的CO2捕捉性能。结果表明：分析纯Na2CO3与CO2的反应非常微弱;负载于硅藻土、粗孔硅胶和ZrO2后,Na2CO3主要发生水合反应,生成Na2CO3·1.5H2O,CO2吸收性能差;负载于TiO2后,碳酸化反应产物除了NaHCO3外,还有新产物Na5H3(CO3)4,CO2的吸收量低;负载于γ-氧化铝后,碳酸化反应产物仅为NaHCO3,反应速率快,CO2吸收量大,并从微观角度揭示了载体孔隙结构对碳酸化反应的影响机理。