张保勇,于 跃,吴 强,高 霞,张 强

(1.黑龙江科技大学安全工程学院,黑龙江哈尔滨 150022;2.中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,江苏徐州 221008;3.瓦斯等烃气输运管网安全基础研究国家级专业中心实验室,黑龙江哈尔滨 150022;4.黑龙江科技大学建筑工程学院,黑龙江哈尔滨 150022)

NaCl对瓦斯水合物相平衡的影响

张保勇1,2,3,于 跃1,3,吴 强1,3,高 霞4,张 强1,3

(1.黑龙江科技大学安全工程学院,黑龙江哈尔滨 150022;2.中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,江苏徐州 221008;3.瓦斯等烃气输运管网安全基础研究国家级专业中心实验室,黑龙江哈尔滨 150022;4.黑龙江科技大学建筑工程学院,黑龙江哈尔滨 150022)

相平衡条件及其影响因素对瓦斯水合物的快速大量生成具有重要指导意义,利用高压可视瓦斯水合实验装置并结合图解法研究了3种质量分数NaCl溶液(0.5%,2.0%和3.5%)体系中瓦斯混合气(CH4-C3H8-CO2-N2-O2)水合物相平衡条件。结果表明:NaCl改变了瓦斯水合物形成相平衡条件,致使相平衡条件更加苛刻;相同温度条件下,9组实验瓦斯水合物形成相平衡压力较纯水体系升高0.50～2.98 MPa。基于水合离子电离平衡理论建立了瓦斯水合物相平衡NaCl影响机理假说模型,认为NaCl电离出的Na+和Cl-强电场作用对水分子产生作用力,破坏了瓦斯气体分子周围水团簇结构形成。

瓦斯水合物;NaCl溶液;相平衡;水分子簇

国家《能源中长期发展规划纲要(2004—2020年)》确定,我国将坚持以煤炭为主体的能源战略,瓦斯气作为煤炭伴生气体,对煤矿安全生产构成严重威胁;同时,瓦斯气又是一种优质高效清洁能源,然而2012年我国煤矿瓦斯利用率仅为41.6%,其余直接排放到大气中,不仅造成能源大量浪费和经济损失,而且严重污染生态环境。……