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二元气体等温吸附实验及其对煤层甲烷开发的意义 总被引：11，自引：0，他引：11
分别进行了CH4-CO2和CH4-N2二元混合气体的等温吸附实验, 并且分析了二元气体在吸附过程中各组分浓度的变化规律.结果表明, 在CH4-N2二元气体的吸附过程中, 吸附相中CH4组分的相对浓度逐渐增加, N2组分的相对浓度逐渐减少.在CO2-CH4二元气体的吸附过程中, 吸附相中CO2组分的相对浓度逐渐增加, CH4组分的相对浓度逐渐减少.实验结果证实了CO2在与CH4的竞争吸附中占据优势, 而N2在与CH4的竞争吸附中处于劣势.注入CO2比注入N2可以更有效地置换或驱替煤层甲烷, 提高煤层甲烷的采收率. 相似文献
2.
采用高渗透压渗流试验装置,模拟已被污染的浅层地下水越流通过弱透水层污染深层地下水的过程,研究不同矿化度、不同pH条件下有机污染物（菲）通过饱和黏性土弱透水层时的质量浓度变化特征。结果表明：矿化度的增加有利于弱透水层吸附截留渗滤液中的菲;高矿化度水中的Na+交替土层中的Ca2+、Mg2+,使水中的Ca2+、Mg2+质量浓度增加,与HCO-3、菲组合形成络合物;不同pH条件下,Ca2+、Mg2+、HCO-3对菲的迁移有阻滞作用,SO2-4参与还原反应并可与菲形成络合物,对菲迁移有促进作用。菲在弱透水层中的迁移能力很弱,衰减率达82％～96％,高渗透压下菲的污染锋面迁移速度为0.714 m/d,pH=8时菲通过弱透水层的迁移质量浓度最小。控制渗滤液的pH、组分可有效阻止菲在弱透水层中的迁移。 相似文献
3.
通过长时间储层温度下页岩气现场解吸实验,揭示页岩气析出过程中气体赋存状态变换与气体组分及甲烷H、C稳定同位素的关联性。结果表明,与解吸气甲烷C同位素(δ13C1)早期变化幅度较小、后期持续变重的现象不同,甲烷H同位素(δD(CH4))具有先变轻后变重的规律,且在解吸至40%～50%阶段后与δ13C1变重同步。依据δD(CH4)变化规律及页岩含气性、气体渗流特征,可将页岩气析出过程划分为游离气压差渗流、游离气渗流–吸附气解吸扩散共存和吸附气解吸扩散3个阶段:阶段Ⅰ裂隙及基质孔隙中的游离气在压差作用下渗流,产出页岩气的δD(CH4)和δ13C1基本不变;阶段Ⅱ游离气渗流与吸附气解吸扩散共存,质量较轻的12CH4优先脱附,吸附气的补给使产出气体的δD(CH4)显著变轻(变轻4‰～10‰),而δ13C1变轻的现象... 相似文献
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地下水中的含铁胶体颗粒会携带污染物如砷等运移,但人们对该过程中的机理缺乏认识.通过群组静态吸附解吸模拟实验, 探究FeS胶体对吸附在覆Fe2O3石英砂上As(Ⅴ)的解吸作用, 以及腐殖酸(HA)、H2PO4-和HCO3-对解吸的影响.实验结果表明,室内合成的FeS胶体具有纳米级粒径和较大的比表面积,且能均匀稳定存在于水溶液中.低浓度的FeS胶体主要通过竞争覆Fe2O3石英砂表面的吸附点位将As(Ⅴ)解吸,而高浓度的FeS胶体主要通过与覆Fe2O3石英砂竞争对As(Ⅴ)的吸附而导致解吸.HA、H2PO4-和HCO3-对As(Ⅴ)的竞争解吸作用降低了FeS胶体导致的解吸效率. 相似文献
5.
查明超临界状态下煤岩对CO2的吸附/解吸特征,能为煤层气开采现场注CO2的注入参数选取提供理论依据。以山西屯留矿的瘦煤和寺河矿的无烟煤为研究对象,借助ISO-300型等温吸附实验仪分别进行了不同温度(35℃、45℃、55℃)、最高压力达到CO2临界压力以上时的吸附/解吸实验。结果表明:超临界状态下,随着压力升高,容量法测得的吸附量存在最大值,不代表煤样的绝对吸附量,而是Gibbs吸附量;根据煤岩在高压下吸附CO2的本质,计算出超临界状态下煤岩吸附/解吸CO2的真实量。超临界状态下煤岩吸附CO2的真实量与压力之间符合langmuir吸附曲线,随着吸附压力的升高,Gibbs吸附量与绝对吸附量之间的差值越来越大;随着温度的升高,煤样的饱和吸附量降低;同样条件下,高变质程度的无烟煤对CO2的饱和吸附量大于瘦煤;超临界状态下煤样对CO2的绝对吸附等温线和绝对解吸等温线是可逆的。 相似文献
6.
为了研究页岩对气体的吸附机理,在50℃、60℃、80℃ 3个温度点对贵州凤参1井和天马1井的页岩样品进行等温吸附实验,并绘制出了CH4和CO2等温吸附曲线图,计算得到页岩表面自由能,从自由能角度分析页岩对CH4和CO2气体的吸附特性。研究结果表明:当温度一定时,随着压力的增加,页岩对2种气体的表面自由能变化值均呈现出不断增加的趋势,当压力一定时,随着温度的增加,表面自由能会逐渐减小,这与等温吸附曲线上气体吸附量随压力的变化是一致的;页岩对CO2的表面自由能变化值均要大于CH4,表明页岩对CO2的吸附能力比CH 4 更强,可以通过向页岩层中注入CO2来提高采收率;对于吸附能力较强的页岩气藏,可以通过注入表面活性剂的方法,增强活性剂与页岩表面的结合能力,降低CH4占有面积及其与页岩的表面自由能,以此达到促使CH4解吸的目的。 相似文献
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为探究不同煤阶煤吸附CH4和H2O吸附机理,采用量子化学方法中的密度泛函理论（DFT）,在B3LYP/6-31G基组上计算了不同煤阶煤的大分子稳定构型及煤分别吸附CH4、H2O及CH4与H2O共存条件下的吸附能和电荷转移情况。研究结果表明:煤吸附CH4为物理吸附,随着煤阶升高,煤吸附CH4能力增强;吸附H2O时以氢键形式作用,其中煤中含氧官能团为氢键供体,H2O中-OH为氢键受体,随着煤阶升高,吸附H2O能力减弱;当H2O与CH4共存时,H2O抢占CH4吸附位,导致煤优先吸附H2O,使吸附态CH4减少,游离态CH4增多。从分子水平完善了煤吸附甲烷和H2O的吸附机理,为注热蒸汽开发煤层气奠定了吸附理论基础。 相似文献
8.
长期以来针对CO2-ECBM已做了大量研究工作,然而有限的工业试验没能达到预期目的,使得这一煤层气强化技术推广应用欠缺。近些年随着各国碳中和路线的制定,CO2封存逐渐受到重视,煤储层可否作为CO2的封存空间、可否实现CO2驱替CH4和封存同步进行,又重新回归人们的视野。为此,以新疆准南区块目标煤层样为研究对象,采用不同CO2与CH4混合比例气体进行煤的吸附/解吸实验,探索混合气体比例对CO2-ECBM和CO2吸附封存潜力的影响。结果表明,随着混合气体CO2比例减少,CH4驱替效果降低,其中40%CH4+60%CO2混合气体的CO2残余量最多,在解吸至0.7 MPa时已有83.05%的CH4产出,而83.62%的CO2吸附残余在煤中,表明其C... 相似文献
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碳酸盐岩化学溶蚀效应 总被引：8，自引：0，他引：8
本文根据大量模拟试验成果和野外观察资料,重点讨论了碳酸溶蚀效应、硫酸溶蚀效应以及几种混合液包括碳酸或硫酸加NaCl,MgCl2及CaCl2等对碳酸盐岩的混合溶蚀作用,并根据硫酸水溶蚀叠加于碳酸水溶蚀作用的研究,首次提出了碳酸盐岩叠加溶蚀效应的概念,指出由于叠加溶蚀效应的存在,使硫酸溶蚀明显较碳酸溶蚀强烈。 相似文献
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二元气驱技术(CO2/N2-ECBM)已成为煤层气增产的重要手段,明确CO2/N2在煤层中的竞争吸附规律以及对煤层物性的影响具有重大意义。利用分子模拟软件Materials Studio建立延川南煤层气实际区块温度、压力条件下的煤分子模型。基于巨正则蒙特卡洛(GCMC)方法研究CO2/N2交替驱替煤层气技术中各注入阶段对CH4吸附的影响,明确CO2、N2对煤层孔渗物性的影响规律。结果表明:在CO2注入阶段,煤层中甲烷迅速解吸;煤中气体吸附总量上升,煤基质膨胀效应增强,导致煤的孔隙体积降低。而转N2注入后,由于N2分压作用使得CH4、CO2吸附量呈现出不同程度的降低;当ωN2/ωCO2≤0.6时煤分子中气体总吸附量迅速降低,而当N2饱和吸附后气体总吸附量保持稳定。煤层孔渗物性随着气体吸附总量呈现出迅速增大后趋于平缓的趋势。此外,ωN2/ωCO2>0.6后N2吸附率迅速降低,这会使得产出气中CH4纯度较低,导致后期提纯成本大大增加。因此,当ωN2/ωCO2=0.6左右时,CH4解吸量为最大值,煤孔隙率较高,最有利于煤层气的开发。 相似文献
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Marwan Alkattan Eric H. Oelkers Jean-Louis Dandurand Jacques Schott 《Chemical Geology》2002,190(1-4):291-302
Dissolution rates of single calcite crystals were determined from sample weight loss using free-drift rotating disk techniques. Experiments were performed at 25 °C in aqueous HCl solutions over the bulk solution pH range −1 to 3 and in the presence of trace concentrations of aqueous NaPO3 and MgCl2. These salts were chosen for this study because aqueous magnesium and phosphate are known to strongly inhibit calcite dissolution at neutral to basic pH. Reactive solutions were undersaturated with respect to possible secondary phases. Neither an inhibition or enhancement of calcite dissolution rates was observed in the presence of aqueous MgCl2 at pH 1 and 3. The presence of trace quantities of NaPO3, which dissociates in solution to Na+ and H2PO4−, decreased the overall calcite dissolution rate at pH≤2. This contrasting behavior could be attributed to the different adsorption behavior of these dissolved species. As calcite surfaces are positively charged in acidic solutions, aqueous Mg2+ may not adsorb, whereas aqueous phosphate, present as either the anion H2PO4− or the neutral species H3PO40, readily adsorbs on calcite surfaces leading to significant dissolution inhibition. 相似文献
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实验室合成制得的纳米铁BET比表面积为49.16 m2/g, 直径范围为20~40 nm.通过批实验考察纳米铁对As(Ⅲ)吸附动力学情况.结果表明, 在20℃、pH为7时, 纳米铁能够快速地去除As(Ⅲ), 在60 min内, 0.1 g纳米铁对起始浓度为910 μg/L溶液As(Ⅲ)去除率大于99%.反应遵循准一级反应动力学方程, 标准化后的As(Ⅲ)速率常数kSA为2.6 mL/(m2·min).纳米铁对As(Ⅲ)的吸附等温曲线能够很好地满足Langmuir和Freundlich方程, 相关系数R2＞0.95, 由Langmuir模型获得单层纳米铁的最大吸附量为76.3 mg/g.0.1 mol/L NaOH对吸附在纳米零价铁(NZVI)的As(Ⅲ)解吸率为21%.在竞争阴离子中, SiO32-和H2PO4-对As(Ⅲ)的去除有明显阻碍作用, 而其他离子基本上没有影响.纳米铁对As(Ⅲ)的去除机理主要是吸附和共沉淀. 相似文献
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四川盆地地下卤水资源丰富,尤其川东北地区地下卤水富含高品质钾资源。本项目以四川普光地区富钾卤水为研究对象,根据卤水组成,采用模拟计算并结合实验验证的方法,研究了高温蒸发时,氯化钠、氯化钾、光卤石、硼酸等矿物的析出阶段及特点。研究结果表明,当蒸失水率约80%时,体系中约85%的NaCl析出,同时KCl达到饱和,继续蒸发可获取钾石盐。控制总蒸失水率94%~95%时分离,体系中大于80%的钾可在这一阶段析出,且湿基中KCl品位可高达约45%;析出钾石盐后的卤水降至室温可获得NaCl、KCl、KCl·MgCl2·6H2O及H3BO3的混合物,硼的析出率可达到约80%。同时,研究表明,将蒸失水率约80%时分离石盐后的卤水直接降温可以获得湿基品位约高达70%的钾石盐矿,钾析出率约50%。综合对比分析,提出两条以钾资源开发为主的工艺路线:其一为“高温蒸发析氯化钠-高温蒸发析氯化钾-冷却析钾硼混盐”,通过加工获得KCl及H3BO3产品;其二为“高温蒸发析氯化钠-冷却析钾”,通过加工获得高端KCl产品。 相似文献
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导电、导磁聚苯胺纳米复合物的合成与表征 总被引：6，自引：0，他引：6
在纳米Fe3O4晶体粒子存在的情况下, 用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作乳化剂及分散剂, 通过HCl调节体系的酸度, 合成了导电、导磁的Fe3O4-聚苯胺(Fe3O4-PANI)纳米复合物, 用X-衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶红外(FT-IR)等对该复合物进行了表征, 结果显示: SDBS与HCl发生竞争掺杂行为, 复合物的组成为Fe3O4-PANI-DBSA, Fe3O4平均粒径约13 nm, 且均匀分布在聚苯胺基体中, 该复合物具有较好的导电性及导磁性, 随着纳米Fe3O4含量由7.79%增加到35.34%, 复合物的电导率由1.71 S/m下降至0.41 S/m, 复合物的比饱和磁化强度σs则由6.14 A·m2/kg增加到18.11 A· m2/kg, 其矫顽力在0.52~0.73 A/m之间. 相似文献
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为了研究不同盐碱程度旱田和水田土壤有机碳（SOC）矿化对氮、磷添加的响应,定量化其激发效应的大小和方向,选择了吉林西部3块盐碱旱田样地（H1,H2,H3）和3块盐碱水田样地（S1,S2,S3）,采用实验室模拟培养,将无机营养素（（NH4）2SO4、KNO3和KH2PO4）以7种形式添加到0~15 cm表层土壤样本中,在25 ℃恒温箱内连续监测32 d的CO2释放量,分析7种氮、磷添加处理对SOC矿化和激发效应的影响。结果表明：1）按7种处理形式分别添加200 mg/kg和1 000 mg/kg氮或磷,SOC矿化量和矿化速率均增加了158.5%~876.5%;同一添加物的质量分数越高,SOC矿化量越大,且随着培养时间延长,SOC矿化速率呈逐渐降低的趋势。2）在培养期间,各添加组均产生了正激发效应。3）在培养期间,部分处理组的SOC矿化、激发效应和碱化度表现出显著负相关性（显著性水平p<0.05）。碱化度越大,SOC矿化作用和激发效应越弱;矿化作用越大,正激发效应越低。4）与水田土壤相比,旱田SOC矿化和激发效应对添加氮、磷的响应更大。 相似文献
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煤体对气体进行吸附/解吸过程的本质是气体分子和煤基质表面分子或原子相互作用的过程，而发生相互作用的本质是能量变化，为了深入研究远红外作用下煤层气吸附/解吸过程及能量变化规律，利用自主研制装置进行远红外作用下不同含水率煤样对CO2的吸附/解吸实验，然后利用远红外热辐射原理所得的吸附/解吸能量公式对实验结果进行计算，得到不同含水率煤体吸附/解吸过程能量变化规律。结果表明:在远红外作用下，解吸率虽然随含水率增大呈下降趋势，但是下降幅度明显减小，远红外作用可以降低水分对煤层气吸附/解吸能力的影响；远红外作用下不同含水率煤体对气体吸附/解吸过程是一个物理变化，从能量角度可以解释该过程，其变化规律与等温吸附/解吸过程相吻合。研究结果丰富了煤层气增产技术理论。 相似文献