土体中甲烷水合物形成和分解的影响因素研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 蒋观利 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-07 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 吴青柏 |
| 关键词 | 天然气水合物 甲烷水合物 土体 形成 分解 影响因素 |
| 其他题名 | Research on the Effects upon the Formation and Dissociation of Methane Hydrate in Soils |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 中文摘要 | 天然气水合物作为在工业、环境和能源领域都有重要意义的研究对象，正受到越来越多研究人员的关注。最初对于天然气水合物的关注仅仅着眼于其对于输油气管道的堵塞而导致的安全问题；但自从人们发现其在自然界的天然存在及其巨大的储量之后，对于天然气水合物的关注迅速扩大多诸多其他领域，诸如天然气储运工业、海底地质安全问题、环境问题，以及能源工业等等。随着科技的进步和社会整体发展的前进，天然气水合物与人类社会的联系将变得越来越紧密，我们必须对其进行全面而透彻的认识。 天然气水合物在我国的研究历程还很短，我们对天然气水合物的认识还非常有限。在全面认识自然存在的事物并最终合理对其进行利用之前，实验室内的基本研究工作是必不可少的。本文主要就土体内甲烷水合物形成和分解的影响因素进行了研究，主要内容和结论如下： 1．通过使用CT技术对甲烷水合物进行研究，我们发现CT系统能有效地应用到甲烷水合物的生成和分解实验中，并能以图像的形式捕捉该过程。CT图像能清楚地识别甲烷水合物的生成和分解过程。它通过反映某个切面物质密度的差异来表达使用常规方法难以观察到的情况，并给出直观的回馈，这为对水合物的研究提供了非常有效的手段。 2．我们对冻融循环对多孔介质中甲烷水合物形成的影响进行了研究，通过分析，我们发现，在经过冻融循环之后，甲烷气体转化率、甲烷水合物成核时间和甲烷气体消耗速率等相关因素并没有得到一致的增强或者减弱，这些因素与冻融循环过程并没有明显的相关性。因此我们认为冻融循环对多孔介质中甲烷水合物形成并没有明显的影响。此外，在反应釜内温度降低到0oC之前，绝大部分的甲烷水合物已经形成，低于0oC后形成的甲烷水合物只占很小部分；因此我们认为冻结过程对于多孔介质中甲烷水合物的形成不具有决定性的意义。 3．在冻融循环研究中我们发现，降温速率对于多孔介质中甲烷水合物的形成过程具有明显的影响，因此，我们对不同土质不同降温速率影响下甲烷水合物的形成过程进行了研究。研究表明，在初始条件相同的情况下，降温速率越快，系统所能获得的过冷度就越大；更大的过冷度会使得系统内甲烷水合物成核所需的时间就缩短。同时, 降温速率越慢，总的气体转化率越高；降温速率越快，B-C阶段甲烷气体平均转化速率也就越大。不同的土质对于甲烷水合物的形成也具有明显的影响。在相同条件下，粗砂土中更容易形成甲烷水合物，细砂土中次之，黄土中最不易形成甲烷水合物。 4．不同土质中温度对于甲烷水合物分解有较大的影响, 分解温度越高，甲烷水合物的分解速率相对越快；相同时间内其所分解气体的累积体积百分比越大。土质同样对于甲烷水合物的分解情况具有重要的影响。通常情况下，黄土中的甲烷水合物，其初始分解速率最快；细砂土中的甲烷水合物的初始分解速率次之；粗砂土中的甲烷水合物的初始分解速率最慢。在相同时间内，黄土中的甲烷水合物，其所分解气体的累积体积百分比最大；细砂土中的甲烷水合物次之；粗砂土中的甲烷水合物最小,这可能与不同土质中形成的甲烷水合物具有不同的产状有关，从而导致其在分解过程中表现出不同的特征。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 158 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21742]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 蒋观利. 土体中甲烷水合物形成和分解的影响因素研究[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：寒区旱区环境与工程研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。