综合管廊内燃气爆炸荷载特性实验研究和数值模拟

我国综合管廊内燃气安全问题亟待研究和解决.为了研究管廊内燃气爆炸荷载特性,在0.11 m×0.11 m×6 m的小尺寸管道内进行甲烷-空气混合气体封闭爆炸实验,研究了在不同点火能量(电极点火-2 J;化学点火-5 J)下,甲烷浓度为7.5％ ～13.5％的爆炸波的传播规律.结果表明:燃气爆炸超压峰值随浓度的增大先增加后...     

内腔式甲烷喇曼激光器特性研究

以甲烷作为喇曼散射物质,用Nd~(3+)YAG输出的1.06μm激光作为泵浦光,进行了染料盒初始透过率,1.54μm输出膜片及聚焦透镜的调整状态对内腔式甲烷喇曼激光器有关特性的研究。     

甲烷干重整及金属-载体相互作用

CO₂和CH₄均是温室气体的重要成员并且数量可观,其资源化利用对于应对气候变化和能源危机具有重要意义。甲烷干重整是经典转化方式之一,将CO₂"供氧"还原反应和CH₄"需氧"氧化反应结合起来并相互转化,其产物合成气(H₂和CO)可用于费-托合成碳氢化合物液态燃料。近年来,干重整已经成为能源环境领域热点之一,在重整新工艺和催化剂设计策略方面取得了重要进展,推动了高活性和高稳定性催化剂和新工艺研发。详细综述了甲烷干重整工艺和催化剂的研究成果,重点介绍了干重整工艺新发展和催化剂功能设计,结合Ni-载体相互作用、双金属协同效应、界面效应、单原子催化等新策略对干重整工艺中的基础科学问题进行了探讨,并对干重整技术现有难点和未来发展方向进行了展望。     

煤层气集输管道持液率影响因素及排液点优选

煤层气开采压力低、产量小,且常含有大量液态水,集输管道上坡段容易产生管道积液,使得摩阻增大并出现段塞流,引起压力骤降,不利于集输管道安全运行。本文利用模拟软件OLGA分析入口流量、管径、气液比和出口压力对煤层气集输管道持液率的影响,得到了煤层气集输管道各管段持液率分布规律,并进一步比较了基于管道持液率、流型、压降和排液点个数的4种排液点设置方案。结果表明,煤层气集输管道压力骤降段均出现在上坡段,出口压力对管道持液率影响最为显著,入口流量和气液比对管道持液率影响规律相似,不同管径下管道持液率在流动方向上的分布也具有一定的相似性;设置排液点后,管道持液率明显下降,管道积液情况得到改善,且方案比较表明,当排液点设置在管段低洼处时,管道持液率最低,且各管段均无段塞流出现,管道压降最小。     

纳米孔隙中页岩气扩散模拟实验和数学模型分析

深层页岩气在纳米孔隙中的扩散行为分为体相扩散（Fick和Knudsen扩散）和表面扩散。为了定量评价温度、压力等对扩散系数的影响,揭示深层页岩气的保存机理,以南方鄂西秭归茅坪地区寒武系牛蹄塘组页岩为实验对象,在不同温压条件下,通过等压扩散实验对纳米孔隙甲烷扩散进行实验模拟。结果表明：（1）扩散系数D_F随压力增大而减小（当压力大于30 MPa时,D_F趋于平稳）,随温度升高而增大;（2）在高温高压环境下,D_F受压力影响更大,总体趋于减小。随后,定量考虑了温度、压力、孔隙及岩性特征对各种扩散行为的影响,建立了数学模型。该模型与模拟实验结果相似,可以相互验证：（1）温度升高促使分子动能增大,导致体相和表面扩散系数都增大,而压力增大虽然会使Fick扩散和表面扩散作用稍微加强,但会显著限制Knudsen扩散并最终导致总扩散作用降低;（2）孔径增大加强了体相扩散作用,削弱了表面扩散作用。最后,结合具体研究区块,认为深层高压环境有利于页岩纳米孔隙气藏的保存,而地层抬升释放压力的过程是页岩气散失的主要阶段。     

内蒙古东部低煤阶含煤盆地群的煤层气勘探前景

在研究具有煤阶低、煤层含气量低、含气饱和度高、煤层厚度大和资源丰度大特点的美国粉河、尤因塔盆地的煤层气成功勘探经验基础上,重新认识了我国内蒙古东部低煤阶含煤盆地群的煤层气资源潜力。指出晚侏罗世-早白垩世是我国内蒙古东部重要的聚煤期,且热演化程度低、煤阶低、含气量普遍不高,但地层厚度大、煤层厚度大,资源丰度高,初步预测煤层气资源量超过2万亿m3。认为在内蒙古东部低煤阶含煤盆地开展煤层气勘探,必须加强保存条件研究,加强高含气饱和度地区预测研究,重视二次生物成因气和加强盆地的水动力因素的研究,才能有所突破。     

CCUS煤层气开采项目经济可行性分析

相对于一般煤层气开采项目而言,CCUS煤层气开采项目经济环境效益显著,但投资风险大,本文利用现金流量法对案例项目进行了经济评价和影响因素敏感性分析。结果表明CCUS煤层气开发项目尚不能达到煤层气行业的基准盈利要求,经济上难以实行。项目内部收益率对CO2捕集成本、产气量、煤层气销售价格等因素较为敏感。提高该类项目经济可行性,需要一项甚至多项敏感性因素的组合调整,推动CCUS煤层气项目实施需要相关技术研发和鼓励政策的制定。     

基于ZigBee的煤层气录井红外甲烷监测系统设计

针对传统煤层气录井系统中采用老式传感器和有线网络对煤层气甲烷含量进行监测实时性差和精度不高等问题,该文设计一种红外甲烷技术和ZigBee无线传输技术相结合的新型煤层气甲烷监测系统。该系统以MSP430F449单片机和CC2430芯片为核心,采用ZigBee无线通信协议。其可实时采集传输甲烷含量数据,具有稳定性高,拓展能力强,精度高,实用性强等优点。     

利用测井资料求取煤层气含量的方法

煤层气与常规天然气的成因与储集特性均有很大不同,常规天然气测井识别技术不适用于煤层气。在分析煤层气含量影响因素和煤岩等温吸附实验的基础上,利用煤质组分结合上覆地层厚度、温度、压力等参数,拟合出煤岩的等温吸附曲线,得到煤层的理论含气量;通过对煤层理论含气量与实际含气量的分析,引入含气饱和度,首次提出了利用测井资料计算煤层含气饱和度的方法,计算得到煤层的实际含气量。该方法经过在东北2个煤田应用,计算的煤层气含量与现场实测含气量平均绝对误差小于±0.5m3/t。     

Ni/Ce-Al2O3复合氧化物催化甲烷部分氧化制合成气的性能

 采用柠檬酸络合法一步制备了Ni/CeO2-Al2O3复合氧化物催化剂。利用N2物理吸附、XRD、H2-TPR和SEM手段对催化剂进行了表征。考察了还原条件对该复合氧化物在甲烷催化部分氧化(POM)制合成气的催化性能的影响,进一步考察了原料气配比(V(CH4)/V(O2))、反应空速和反应温度对Ni/CeO2-Al2O3催化POM反应性能的影响。结果表明,Ni/CeO2-Al2O3复合氧化物的热稳定性好,比表面积较大(108 m2/g),其中的NiO容易被还原。在700℃、纯H2气氛下还原后的Ni/CeO2-Al2O3在POM反应中表现出最好的催化性能。最佳反应条件为V(CH4)/V(O2)=2、GHSV=12000 mL/(h?g)、反应温度750℃。在该反应条件下,POM反应的CH4转化率大于85%,CO选择性达到85%,H2选择性大于94%。