末次冰期以来珠江口盆地深水区天然气水合物稳定带演化

珠江口盆地深水区具备优良的天然气水合物成藏条件,是南海重要的天然气水合物资源勘探区。利用CSMHYD软件模拟预测了天然气水合物相平衡条件下,现今珠江口盆地的天然气水合物稳定带厚度分布和末次冰期以来水合物稳定带厚度的演化特征,同时讨论了晚更新世冰期以来海平面、底水温度对该区天然气水合物稳定带变化的影响,以及水合物分解对环境的影响。结果表明：（1）水深超过600 m的海域具备形成天然气水合物的温压条件;水合物稳定带平均厚度245 m,其中南部稳定带的最大厚度超过330 m,是有利的水合物勘探区;（2）中层水团温度上升很可能是新仙女木末期珠江口盆地深水区天然气水合物分解的主要诱发因素;（3）B/A暖期到YD冷期结束时水合物稳定带面积减少约0.65×10⁴ km²,分解释放的甲烷量约0.38×10¹³ m³,折算成总碳量约为1.9 Gt。     

西沙海槽晚更新世冰期以来原地微生物成因水合物储库的变化

利用基于热力学理论的CSMHYD程序,计算现今及晚更新世冰期琼东南盆地西沙海槽天然气水合物的稳定带厚度及资源量,讨论晚更新世冰期以来海平面、底水温度和沉积速率变化对西沙海槽天然气水合物储库变化的影响。结果表明：①研究区水深超过600 m的海域具备天然气水合物赋存的温压条件。天然气水合物稳定带最大厚度约300 m,位于研究区的中东部和东南部。②晚更新世冰期以来,底水温度的升高抵消了海平面上升对天然气水合物稳定性的影响。研究区冰期和间冰期旋回中沉积速率发生显著变化,沉积速率大的区域,原地微生物成因天然气水合物的浓度也相应较大;导致冰期-间冰期旋回过程中原地微生物成因水合物储库变化的关键因素是甲烷供给及沉积速率,而不是温压条件的变化。③西沙海槽天然气水合物现今的储库比晚更新世冰期的减少了0.78 × 10¹² m³的甲烷气。     

天然气水合物资源量估算研究进展及展望

天然气水合物资源量对天然气水合物在能源和环境中的地位与作用极为重要,本文综述了40多年来世界各国学者对全球天然气水合物资源量的研究成果,将天然气水合物资源量的估算研究分为三个阶段：初始阶段（1970s ~ 1980s早期）;发展阶段（1980s ~ 2000s早期）;理性阶段（2000s ~ 目前）。研究认为：随着天然气水合物勘探开发研究程度的加深,从一个阶段到另一个阶段全球天然气水合物中甲烷量估算值至少降低了一个数量级,天然气水合物实际样品的获得使得水合物资源量估算方法日趋完善,估算参数更加接近实际地质情况,估算值更加趋于理性,目前反映全球海底天然气水合物资源量的合理范围为（1 ~ 3）× 10¹⁵ m³。     

海洋天然气水合物开采的固相控制策略*

天然气水合物是一种潜在的洁净能源资源,我国南海有丰富的储量,被认为是后石油时代的重要战略资源之一,然而目前大部分的海洋天然气水合物开采都受到出砂影响。针对深水天然气水合物开采过程中易出砂的现象,通过前期的出砂实验、理论和数值模拟,提出了海洋天然气水合物开采过程中固相（砂和水合物）控制方案。总结了天然气水合物开采过程中出砂特性和防砂案例,提出大颗粒水合物对泥质粉砂具有挡砂作用,进而影响防砂设计精度。据此,根据开发角度的天然气水合物藏6类细分,提出了考虑水合物颗粒本身及其分解作用的固相控制方法。结合南海天然气水合物储层公开资料,设计出相应的固相控制精度,以期最终形成出砂/防砂/井筒携砂/水合物二次生成预防为一体的固相控制体系,为南海天然气水合物安全高效地商业开发提供参考。     

生物质气化工艺废水特征及预处理实验研究

对生物质气化中试现场产生的废水进行了水质及水量特征分析,针对生物质气化工艺废水固体颗粒含量高、有机物浓度高、难生化降解、废水增量少的特点,采取减压蒸馏及芬顿氧化对生物质气化废水进行预处理。实验结果表明,在85 ~ 90℃、真空度 -0.07 ~ -0.095 MPa减压蒸馏条件下,废水COD、NH₄-N脱除率分别为74.38%、94.46%;在Fe²⁺-H₂O₂体系中,考察了H₂O₂与废水质量比、H₂O₂与Fe²⁺摩尔比、反应时间、H₂O₂浓度对COD、NH₄-N、TOC、TN等的影响,当H₂O₂与废水质量比为8.40%时,可将减压蒸馏蒸出液COD从2.05 × 10⁴ mg/L降至4.11 × 10³ mg/L,NH₄⁺-N从143 mg/L降至11.1 mg/L。     

天然气水合物开发的水平井控水控砂完井研究进展

2020年第二次南海水合物试采证明水平井是实现产业化的重要途径,计划在2030年南海天然气水合物商业开发中补齐粤港澳大湾区天然气供给的短板。但我国海洋水合物甜点多赋存在高含水、边底水丰富的非成岩泥质粉砂储层,水平井开发过程中储层水（排液）易携泥砂（出砂）脊进突入井筒导致产量降低,水平井控水控砂完井是产业化的瓶颈问题之一。针对第二次水平井开发水合物出现的新问题,分析了海洋天然气水合物储层开发过程中的水平井非均衡排液出砂情况,总结了国内外水平井控水控砂实验、模拟和现场的进展,提出了水平井开采水合物控水控砂的难点及我国面临的挑战。分析结果表明,天然气水合物储层开发的水平井控水控砂与常规油气开发存在共性问题,也有其自身分解特点及其赋存的非成岩储层有关的特性问题。针对我国海域天然气水合物储层间各向异性明显、潜在的“四气合采”和“碳封存”,对水合物水平井控水控砂抽取和注入提出了具体的研究思路及建议,以期推动海洋天然气水合物产业化开发进程。     

Simulation of the effects of electrode parameters on all-vanadium redox flow battery performance

以全钒液流电池为研究对象,利用电池内部传递与反应相耦合的机理模型,模拟电池二维,等温,稳态条件下,电池充电过程电极参数对电池内部极化的影响规律,包括碳毡电极的几何结构参数(厚度Lt和压缩比CR),电学特性参数(比表面积a和电导率)和操作参数(充电电流密度i)的影响.数值模拟结果给出Lt从1.5 mm增至3.5 mm,端电压仅降低3 mV;CR从0.1增至0.5,端电压降低16 mV;a从3.5×10⁴ m²/m³增至3.5×106 m²/m³,端电压降低30 mV;从18.9 S/m增至164.4 S/m,端电压降低87 mV,并给出多孔电极内部过电势在不同条件下不同的二维分布特点;i从100 mA/cm²增至150 mA/cm²,端电压增大57 mV,若同比增大比表面积a,则端电压只增大46 mV.将数值模拟与宏观实验相对比,取得良好的一致性,表明了数值模拟与分析的可靠性.通过增大CR,a,可以明显提高电池性能,为进一步提高电极材料的性能,设计电极结构参数,选择操作参数提供了重要依据.     

海上天然气处理平台节能降耗措施探讨

天然气作为绿色低碳能源,其开采过程中也会伴随大量的二氧化碳排放。某天然气处理平台在生产过程中,根据不同的系统或工况实施了一系列的工艺、设备和逻辑改造,在保障系统安全稳定运行的同时,极大地减少了天然气开采过程中的碳排放量。通过将三甘醇系统气提气由天然气改为氮气、尾气流程加装冷却器,年节省天然气消耗30×10⁴m³,回收轻烃122m³;对凝析油外输泵进行逻辑改造,将流量控制阀FV的控制模式由单一的流量PID控制,改为流量和频率串级控制,实现流量设点随频率的变化而变化,外输泵能耗降低3%,缓冲罐闪蒸气量降低约1000m³/d;通过天然气增压工艺参数适应性优化,在平均湿气输送量1400×10⁴m³/d的前提下,日均耗气由20.27×10⁴m³/d降至14.75×10⁴m³/d,每天节省燃气5.52×10⁴m³;通过新增高压和低压火炬气...     

台风-浪-流耦合作用下海上风力机基础结构水动力特性分析

为揭示台风-浪-流耦合作用下风力机基础结构的水动力特性,以广东外罗10 MW级海上风力机为研究对象,基于模式耦合器（MCT）建立中尺度台风-浪-流（W-S-F）实时耦合模拟平台,分析超强台风“威马逊”过境全过程海上风电场台风-浪-流的时空演变特性;再结合中/小尺度嵌套方法分析风力机单桩基础水动力荷载分布特性;提出不同波浪相位下基础柱极值荷载模型。结果表明：建立的W-S-F平台对台风路径的模拟精度较单WRF模式提高42.51%;台风-浪-流耦合作用下基础柱水平波浪力正峰值增大约20%,负峰值减小约18%,并沿水深方向呈指数型变化规律,周向沿180°波向角呈对称分布;T4相位为风力机基础强度设计的最不利相位,基底剪力最大达7.68×10⁶量级,基底弯矩最大达5.2×10⁸量级。     

分散原料沼气集中供气运行分析

我国规模化沼气工程存在原料单一、产气率低、装备落后等技术瓶颈,西南地区沼气原料来源分散、成分复杂,因此需要开发新的多种原料混合发酵的新模式来提高沼气工程厌氧消化效率。本工程通过全混式厌氧发酵两级工艺共同厌氧消化如秸秆和畜禽粪便等分散原料,形成新的沼气和发酵剩余物利用模式。结果表明,在30 d稳定运行期间,600 m³厌氧发酵罐每天可消纳猪粪7.9 t、浓污水8.2 t及农作物秸秆0.2 t,日产气量为900 m³,混合原料发酵的容积产气率达1.5 m³/(m³∙d)。     

基于CORA数据的南海温差能资源时空特征研究

基于2000—2013年中国近海及邻近海域海洋逐日再分析产品(China Ocean Reanalysis,CORA)数据资料,通过计算南海表层(5 m)与深层(1000 m)的温差、卡诺效率、有效水头、暖水体积量、温差能可开发量等参数,对中国南海温差能在季节、年代际的地理分布及其变化特征进行详细分析。结果表明：1)南海大于1000 m水深海域的温差均满足发电净效率的要求,可全年有效开采,温差分布具有明显季节变换特征,夏季最高,秋、春次之,冬季最低,常年高值主要集中在南沙群岛至吕宋岛西部一带。2)中沙群岛以南是卡诺效率高值且月波动较小海区,效率最高月份为5—8月份。3)南海温差能年平均有效水头介于774～945 m,高值主要分布在南海中东部、南部海域,呈西南—东北走向,有效水头在850 m以上;南海中南部、吕宋岛西部海域年际变化呈2.0～3.0 m/a上升趋势。4)南海暖水体积量月变化呈“V”型,冬季8.50×10¹³m³以上,处在较高水平;年际变化0.165×10¹³m³/a,呈增长趋势,年平均7...     

A water requirement model for salt gradient solar ponds

A model for predicting the salt gradient solar pond (SGSP) area that could be maintained with a given water supply is presented together with several specific applications. For example, based on 30-year average water flows, the model predicts that 1.93 × 10⁹ m² (477,000 acres) of solar ponds, 1.02 × 10⁹ m² (253,000 acres) of evaporation ponds to recycle salt, and 0.51 × 10⁹ m² (125,000 acres) of freshwater storage reservoirs could be maintained at the Great Salt Lake of Utah. Water use requirements per unit of electrical energy from solar ponds are calculated as 600,000 m³/MW·yr. This is roughly 30 times the water evaporated per unit of electrical energy from coal-fired generating plants using wet cooling towers, but substantially less than water evaporation losses per unit of electrical energy produced from typical hydropower dams and reservoirs. It is concluded that water use requirements for solar ponds, although not necessarily prohibitive, are substantial; and in many locations may be the physical factor that limits solar pond development.     

中低温能源在中国

推动中低温能源的规模化应用是中国重构能源供给格局、实现清洁、低碳与可持续发展的有效途径.然而,目前中国中低温能源尚无完善的统计和明确的专项能源规划,其开发利用情况尚不明确;同时,中低温能源品位低、能量密度小,其开发利用仍然面临获取难、转换方式单一等问题,缺乏有效的技术路线指导.该文从中国能源结构中供需匹配角度出发,对地...     

Technological aspects and characteristics of industrial hydride reservoirs

Several industrial FeTi and Mg alloys have been tested: hydrogen sorption capacity, reaction rate and loss of capacity vs time and hydrogen purity. Two hydride reservoirs for hydrogen storage have been built and tested, in order to emphasize technical problems involved with mechanical design and production of hydride alloys at industrial scale, and also to specify the in or out flow-rate capability.

The amount of hydrogen stored in the FeTi reservoir is about 160 m³ STP (14.4kg), the maximum outflow-rate up to 20 m³STP/hr at nearly constant pressure, and the maximum working pressure is 30 bars. Several heat exchange systems have been tested on a scale model (15 kg FeTi). Improvement of heat transfer capability allows one to improve the rate of discharge and the maximum hydrogen content.

The Mg₂Cu reservoir is capable of 22 m² STP (2 kg) of hydrogen capacity (75 kg of Mg₂Cu). The maximum working pressure is 30 bars and the maximum temperature 400 C. The internal heat exchanger is a heat-pipe. The in or out flow-rate capability has been measured on a scale model (10 kg Mg₂Cu).