三河口矿3煤层瓦斯赋存规律探讨

煤层瓦斯赋存状态是研究矿井瓦斯涌出规律和瓦斯灾害防治的技术基础。三河口矿局部瓦斯异常涌出已经开始对煤矿的安全生产有所影响和制约,为此,文章通过测定该矿3煤层的瓦斯参数来开展瓦斯赋存规律的研究,得出了瓦斯压力、瓦斯含量与赋存深度的关系,为采取针对性的防治措施提供了技术依据。     

浅议我国低煤阶地区的煤层气勘探思路

通过对高煤阶沁水盆地和低煤阶准噶尔、吐哈等盆地水文地质条件的分析发现,把这种勘探思路（地层水矿化度高值区是煤层气勘探最有价值的区域之一）运用到低煤阶的煤层气勘探中却很难,因为低煤阶一般经历了较浅的埋藏深度,煤层热演化程度较低,其生气量较小,煤层气富集成藏的关键在于其生气条件.本文认为：水文地质条件在高低煤阶煤层气富集成藏中所起的作用是不同的,低煤阶勘探中对水文地质作用的认识要从另外一个角度来审视,较为活跃的水动力条件是有利的,活跃的、低矿化度的地层水有利于二次生物气的生成.     

基于小波分析的虚拟甲烷浓度谐波检测仪

基于甲烷气体的谐波检测技术,在LabVIEW虚拟仪器设计平台上采用小波分析技术对光谱信号进行去噪,并采用快速傅里叶变换对去噪后的信号进行频谱分析,获得甲烷气体吸收光谱一、二次谐波的幅值,实现甲烷气体浓度检测.实验结果表明,利用该方法可以很好地去除噪声,精确地提取出谐波信号,获得较好的信噪比.     

测量甲烷体积分数的高灵敏度光纤传感器研究

基于气体的红外吸收原理,研究了一种能在复杂环境下测量甲烷气体体积分数的新方法.这种方法可以有效地减小由于光源的不稳定、环境的变化而引起的测量误差.在这种测量方法中设计了一条参考测量光路,此参考测量光路和测量光路同时随环境的变化而变化,通过对待测量气体光路与参考气体测量光路作对比而得出较为准确的待测甲烷气体体积分数.     

加入CH4促进选择性非催化还原的CFD模拟研究

在实验研究和机理分析基础上利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件Fluent,结合简化的反应机理模型,对沉降炉脱除NOx实验过程进行了模拟研究。模拟结果表明,在较低反应温度(1 073 K)下,喷入的氨基还原剂基本不与烟气中的NOx反应,形成较高的氨泄漏;而在较高的反应温度(1 373 K)下,喷入的氨基还原剂部分被烟气中的氧气氧化为NOx,导致NOx脱除效率较低。加入微量CH4能够促进较低温度下的选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)反应,并减少氨泄露。在较高温度下SNCR反应速率加快,仍有部分NH3被氧化为NOx,但总体NOx脱除效率有所提高。模拟结果与实验结果的对比分析表明,采用简化的反应模型和CFD结合可以对常规SNCR反应和加入CH4的脱除NOx反应过程进行较为准确的模拟。     

基于空芯带隙型光子晶体光纤的单端置入式同源甲烷检测仪

为了提高复杂环境中甲烷气体探测的适用性,选择空芯带隙型光子晶体光纤(单端镀全反膜)作为光学气室,实现了置入式同源甲烷浓度的探测。采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,结合长度为0.5 m的空芯带隙型光子晶体光纤,实现了甲烷气体的在线测量,系统的检测下限可达到1.92×10^-5,稳定性波动小于±2.18%。单端全反射设计配合同源探测方式使复杂环境中的甲烷浓度的置入式探测成为可能,为单光源分布式探测提供了研究基础。     

Hematites Precipitated in Alkaline Precursors: Comparison of Structural and Textural Properties for Methane Oxidation

Hematite (α-Fe₂O₃) catalysts prepared using the precipitation methods was found to be highly effective, and therefore, it was studied with methane (CH₄), showing an excellent stable performance below 500 °C. This study investigates hematite nanoparticles (NPs) obtained by precipitation in water from the precursor of ferric chloride hexahydrate using precipitating agents NaOH or NH₄OH at maintained pH 11 and calcined up to 500 °C for the catalytic oxidation of low concentrations of CH₄ (5% by volume in air) at 500 °C to compare their structural state in a CH₄ reducing environment. The conversion (%) of CH₄ values decreasing with time was discussed according to the course of different transformation of goethite and hydrohematites NPs precursors to magnetite and the structural state of the calcined hydrohematites. The phase composition, the size and morphology of nanocrystallites, thermal transformation of precipitates and the specific surface area of the NPs were characterized in detail by X-ray powder diffraction, transmission electron microscopy, infrared spectroscopy, thermal TG/DTA analysis and nitrogen physisorption measurements. The results support the finding that after goethite dehydration, transformation to hydrohematite due to structurally incorporated water and vacancies is different from hydrohematite α-Fe₂O₃. The surface area SBET of Fe₂O₃_NH-70 precipitate composed of protohematite was larger by about 53 m²/g in comparison with Fe₂O₃_Na-70 precipitate composed of goethite. The oxidation of methane was positively influenced by the hydrohematites of the smaller particle size and the largest lattice volume containing structurally incorporated water and vacancies.     

利用碳封存技术开发我国深层煤层气资源的思考

碳封存技术是在美国政府大力倡导下,联合加拿大、澳大利亚、挪威、日本等国家,以捕获碳并安全存储的方式来取代直接向大气中排放CO2的一种新技术。我国的煤层气资源非常丰富,煤层气资源量约为116.8×1012m3,埋深2 000~4 000 m范围的煤层气资源量约为50×1012m3,这部分埋藏较深的资源由于开发成本较高,虽然在短期内很难加以利用,但碳封存技术的出现为开发和利用深部煤层气资源提供了可能的技术条件。CO2的吸附能力是CH4的4倍以上,如果把CO2通过钻井注入到深部煤层中,由于其吸附能力的差异,CH4会被优先置换出来,利用该技术一方面实现封存CO2的目的,同时还能够开发深部CH4。这种置换技术在我国很多含煤盆地具有广阔的应用前景。     

CH_4-CO_2两步制合成气过程的热力学分析

以热力学为基础讨论了甲烷裂解制氢、ＣＯ２和／或Ｏ２气消碳制ＣＯ，并集成为两步制合成气过程的可行性及其优缺点；讨论了此过程的操作条件。计算表明，６００℃是适宜的操作温度；此温度下采用组成为含氧１２．４％（ｍｏｌ）ＣＯ２－Ｏ２的混合气作为脱碳气体，可消去积碳和消碳两步达到热量的供给平衡。     

煤层气泡沫压裂低表面张力起泡剂实验

针对煤层气泡沫压裂液表面张力高,压裂液滞留煤层造成地层伤害的问题,研制了低表面张力氟碳表面活性剂(AS-3).实验测定AS-3溶液的表面张力、吸附量、泡沫综合值和悬浮性能,结果表明:质量分数0.3％的AS-3溶液表面张力为16.23 mN/m;在煤表面达到吸附平衡时,饱和吸附量为17.70 mg/g; AS-3水溶液对粒径超过100目的煤粉具有良好悬浮能力.AS-3溶液性能良好,配液简单,适用于煤层气等非常规储层的压裂.