烟气从天然气水合物中置换甲烷机理及三维实验研究

项目名称： 烟气从天然气水合物中置换甲烷机理及三维实验研究

项目编号： No.51376184

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 徐纯刚

作者单位： 中国科学院广州能源研究所

项目金额： 80万元

中文摘要： 利用外激法分解天然气水合物开采天然气容易破坏地质结构，导致斜坡地质灾害，因此，需要探寻更安全的方法。本研究利用置换开采法，将烟气充入甲烷水合物中，利用气体在固-固相的转化，在水合物相中置换出甲烷气体，维持水合物结构的稳定。研究包括置换热力学、分子动力学模拟、置换动力模型以及三维模拟实验。通过比较甲烷水合物和烟气水合物的分解焓、利用分子模拟计算置换反应吉布斯自由能揭示热力学机理；利用分子动力学模拟揭示置换的微观机理，明确置换的发生方式并考察水合物结构的稳定性；以气体在不同相中的逸度差为驱动力，建立置换动力学模型，并在此基础上，进行三维模拟实验研究，通过计算渗透率、置换速率及效率等参数，揭示了置换反应规律，获得提高置换速率和效率有效方法，利用原位Raman图谱分析在实验研究中进一步揭示置换的机理，为发展天然气水合物开采技术奠定理论和数据基础。

中文关键词： 天然气水合物；烟气；置换；三维实验；拉曼

英文摘要： Production of methane (CH4) by external stimulation ways of decomposing natural gas hydrate (NGH) might easily destroy the geological structure, resulting in slop geological hazard. Thus, it is necessary to develop a new and more secure way. Production by

英文关键词： natural gas hydrate；flue gas；replacement；three-dimentional；Raman