機(jī)械噴霧強(qiáng)化對(duì)瓦斯水合分離影響研究.pdf

1、加強(qiáng)瓦斯水合反應(yīng)的熱量、物質(zhì)傳遞過(guò)程，有效控制水合反應(yīng)速率、提高水合物產(chǎn)量是實(shí)現(xiàn)瓦斯水合固化儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵。因此，本文在諸多國(guó)內(nèi)外科研工作學(xué)者研究基礎(chǔ)上，針對(duì)甲烷含量為60％、70%、80%的高濃度瓦斯混合氣，分別開(kāi)展純水靜態(tài)（空白）體系和機(jī)械噴霧強(qiáng)化體系水合反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，考察機(jī)械噴霧手段、霧化噴嘴夾角、噴嘴流量對(duì)瓦斯水合物生長(zhǎng)速率、CH4回收率、分離因子和分配系數(shù)的影響并基于傳熱-傳質(zhì)理論模型初步分析了影響機(jī)理。
　　純水

2、靜態(tài)體系和機(jī)械噴霧體系實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明：瓦斯混合氣樣 G1、G2、G3在機(jī)械噴霧強(qiáng)化體系下的水合分離效果都優(yōu)于純水靜態(tài)體系，其對(duì)應(yīng)的水合物生長(zhǎng)速率最大值分別為0.395×10-6、0.379×10-6、0.367×10-6m3/min，相比純水靜態(tài)體系分別提高了5.41、2.63、3.71倍；CH4回收率最大值分別為24.23%、25.27%、24.51%，相比純水靜態(tài)體系分別提高了6.18、2.61、7.19倍；分離因子最大值分別為1

3、.89、1.83、1.95，相比純水靜態(tài)體系分別提高了1.62、1.49、1.74倍；分配系數(shù)最大值分別為1.27、1.19、1.13，相比純水靜態(tài)體系分別提高了1.2、1.12、1.11倍。綜上所述，在三種瓦斯氣樣都采用機(jī)械噴霧手段強(qiáng)化水合分離過(guò)程的狀況下，對(duì)比相應(yīng)的純水靜態(tài)體系，氣樣 G1在水合物生長(zhǎng)速率、分配系數(shù)方面改善幅度最大；氣樣G3在CH4回收率、分離因子方面改善幅度最大。
　　不同霧化噴嘴夾角實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明：相同驅(qū)

4、動(dòng)力、噴嘴流量實(shí)驗(yàn)條件下，瓦斯混合氣樣G1、G2、G3的水合物生長(zhǎng)速率、CH4回收率、分離因子和分配系數(shù)受霧化噴嘴夾角影響規(guī)律一致，都是隨夾角度數(shù)的升高先增大后減小，影響順序?yàn)椋?5°＞30°＞60°＞90°。分析認(rèn)為，30°、45°霧化噴嘴對(duì)反應(yīng)體系水合物生長(zhǎng)環(huán)境影響較小，60°、90°霧化噴嘴對(duì)反應(yīng)體系水合物生長(zhǎng)環(huán)境影響較為惡劣。
　　不同噴嘴流量實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明：相同驅(qū)動(dòng)力、霧化噴嘴夾角實(shí)驗(yàn)條件下，瓦斯混合氣樣G1、G2、G