基于Aspen Plus的煤层气精馏分离案例教学探讨

为帮助学生掌握“煤矿区煤层气利用技术”基本理论,结合煤层气低温精馏分离科研成果案例,运用Aspen Plus流程模拟软件对煤层气气液相平衡和低温精馏过程进行模拟和案例教学,根据煤层气精馏分离工艺要求,进行精馏塔操作变量计算和灵敏度分析,分析操作变量变化对精馏过程的影响,让学生直观了解塔内各参数的变化,掌握精馏分离操作,加深了对煤层气分离理论的理解,极大地提高了教学效率和质量,提升了学生的综合素质。     

有机废气净化催化剂上甲烷催化燃烧动力学研究

中国以甲烷为主要成分的煤层气资源丰富,但利用率却很低不到10%.由于未将煤矿矿井中的煤层气及时抽出,导致矿难频频发生,造成大量人员伤亡.……     

气相色谱法测定高浓度煤层气中的甲烷和乙烷

正煤层气是煤的伴生矿产资源,与天然气是同一种性质的可燃性气体,其组成主要为甲烷,还含有少量的氧气、氢、二氧化碳以及烃类化合物,是一种热值高且无污染的新型能源~([1])。一般把煤炭开采过程抽排出甲烷浓度大于25%的瓦斯称为高浓度煤层气。煤层气中的甲烷浓度是确定煤气资源储量、丰度及开采的重要参数,可综合煤层的面积、厚度等条件预测煤矿的产气能力,并制定勘探开发方案。因     

煤层气治理与利用技术研究开发进展

煤层气作为一种非常规天然气,既是宝贵的清洁能源,其主要成分甲烷同时也是一种主要的温室气体;煤层气的直接排放不仅加剧了大气温室效应和环境污染,同时也是能源资源的极大浪费.近年来,煤层气的治理和利用受到了广泛关注,有关技术研究和开发取得了很大进展.本文对近年来煤层气的治理和利用技术研发进展进行了总结和评估,侧重于介绍煤层气分离系统中关键的中、高浓度煤层气催化燃烧脱氧技术以及乏风瓦斯逆向流催化燃烧减排及余热利用技术.最后对煤层气综合利用技术进行了展望.     

低浓度煤层气在发烟硫酸中液相部分氧化的催化剂研究

在发烟硫酸溶液中,对低浓度煤层气液相部分氧化的催化剂进行了筛选,考察了硫酸盐化合物系列、过渡金属化合物系列、碘化合物系列对低浓度煤层气液相部分氧化的催化活性,对筛选出的碘催化剂进行了催化剂加入量的考察,并对碘催化剂的催化机理进行了讨论。结果表明,碘单质的催化效果最好,低浓度煤层气中甲烷转化率可达79.69%,甲烷选择性可达83.74%。在对碘催化剂加入量的考察中发现,随着碘催化剂加入量的增加,低浓度煤层气的转化率先增加,达到最大值以后,再逐渐减小。根据甲烷在发烟硫酸溶液中液相部分氧化的反应机理,提出低浓度煤层气在发烟硫酸溶液中液相部分氧化的反应机理属于亲电反应机理。     

环境保护部发布第一批国家环境保护标准

环境保护部与国家质量监督检验检疫总局不久前联合发布《煤层气（煤矿瓦斯）排放标准（暂行）》、《生活垃圾填埋场污染控制标准》、《杂环类农药工业水污染物排放标准》、《重型车用汽油发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、IV阶段）》等4项国家污染物排放标准。这是环境保护部成立以后,首次发布国家环境保护标准。     

含氧煤层气流化床催化燃烧脱氧特性研究

利用自制的铜基球形甲烷催化燃烧催化剂,在小型流化床反应器中对模拟含氧煤层气进行了流化床催化燃烧脱氧的实验研究,考察了床层温度、催化剂粒径、空速对脱氧效率和CO₂选择性的影响。结果表明,较高的反应床层温度使催化剂活性增强,进而提高催化脱氧效率。床层温度在450 ℃以上,脱氧效率可稳定保持在95%以上。较小的催化剂粒径降低了内扩散阻力对催化反应的影响,提高催化反应的CO₂选择性。床层温度在450 ℃以下时,降低空速可提高氧气转化率,但温度高于450 ℃时,脱氧反应速率加快,空速变化对脱氧效率影响不明显。此外,通过调节CH₄/Air比例模拟不同含氧量的煤层气,考察流化床反应器及催化剂对含氧煤层气中O₂浓度变化的适应性。模拟含氧煤层气中氧气体积分数在5%~15%,该催化剂均表现出高的脱氧活性和选择性,反应器出口气体中氧气体积分数低于0.2%,CO₂选择性高于98%。     

罐底外侧深井阳极阴极保护电位分布规律研究

依据电磁场基本定律和罐底阴极保护系统的几何特征推导深井阳极电场在罐底外侧的电位分布.根据电场叠加原理,综合考虑阳极电场和阴极电场的作用,研究了单侧深井阳极保护下罐底外侧的阴极保护电位分布,并将计算结果与实测数据作对比,吻合较好.     

流动注射-分光光度法测定煤层气井产水中可溶性二氧化硅

正煤层气的产出要经过排水―降压―解吸—扩散—渗流—产出的过程,因此伴随着煤层气生产井的日常开采,有大量的生产水产出~([1])。产出水主要来自煤层及其围岩,在漫长的地质历史时期及地下水系统的循环过程中,煤层水常与煤层及其围岩进行各种物理化学作用,产出水中的可溶性二氧化硅含量及动态变化可以反映地下水的封存、补给状况     

对HP绘图仪P3笔的改进

HEWLETT-PACKARD绘图仪的P3绘图笔，笔芯材质软，易磨损变粗、变干，尤其是对密集型峰图谱的描绘不尽人意。改进后的笔经实践证明不仅耐用性好，绘图效果也很好，使密集型峰清晰可辩．     

CH_4,CO_2和H_2O在非金属原子修饰石墨烯表面的吸附

煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料,如煤、石油和天然气的非常规气体.作为可得的清洁能源,它的利用被认为是节能和经济的选择.在本工作中,非金属原子X(X=H,O,N,S,P,Si,F,Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型.通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH4,CO2,H2O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用.结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附.态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中,H和Cl对CH4的作用较大;N、O、F、Cl对CO2的作用较强;N,Cl对H2O的影响不容忽视.总的来说,吸附能大小依次为:H2OCO2CH4.因此,在CH4富集的煤层里注入H2O或CO2可以与CH4形成竞争吸附,进而提高煤层气采收率.本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情,并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息.     

煤层气在含Al,Si,P和S煤结构模型上吸附的密度泛函理论研究

Al,Si,P和S掺杂石墨烯(X-Graphene,X-Gr,X=Al,Si,P和S)可用来代表具有结构异性的煤结构模型.通过自旋极化的密度泛函理论(DFT)方法,研究了煤层气(Coalbed methane,CBM,主要成分为CH4,CO2和H2O)在煤结构模型X-Gr上的吸附,并讨论了相应的吸附能、吸附平衡距离、Mulliken电荷转移、电荷密度差分图和态密度.结果表明,含Al和Si的煤结构模型对CBM的吸附较强,而CBM在P和S煤结构模型的吸附为弱的物理吸附.CBM在X-Gr煤结构模型上的吸附作用随着掺杂元素非金属性的增强而减弱,即Al-GrSi-GrP-GrS-Gr.煤层气中CO2和H2O吸附在煤炭表面的能力强于CH4,可以通过注入CO2和H2O到煤层中促进CH4的开采.此外,含Al和Si煤结构与煤层气之间较强的相互作用表明其可以作为CH4,CO2和H2O的气体传感器.     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定煤中的锗

<正>锗是一种具有重要工业价值的稀散金属,广泛应用于很多科技领域,如半导体材料、光纤通讯、红外光学、太阳能电池等[1]。云南是锗储量丰富的地方,锗铅锌矿和褐煤矿中都含有一定量的锗。锗没有独立的矿床,一般存在于共生矿中,由于锗具有亲有机、亲硫的特性,在煤中含量相对较高。为了进行     

El Nino海温异常对纬向平均经圈环流及大气输送特征的影响

本文用欧洲中期天气预报中心高分辨谱模式,对1982/1983 El Nino期大气环流异常的模拟指出,持续的赤道东太平洋海温距平导致热带非绝热加热和直接经圈环流间的正反馈,从而加强了Hadley环流。同时,冬半球高纬涡旋输送特征发生明显变化,使强迫反环流加强。在纬向平均意义下,El Nino海温距平在月的时间尺度上导致副热带地区变干,而热带和北极地区变暖、变湿。     

克拉玛依油田形成中石油运移的地球化学

本文利用石油和岩石之间在非烃、沥青质、甾烷和萜烷组成上的差别,揭示了克拉玛依油田形成中鲜明的运移地球化学现象。对油源区与油田之间深井中欠压实带和烃类亏损现象的研究,进一步阐明了油气运移的条件。结果表明,油气经长距离侧向运移,而后在大型隆起带上聚集起来,并沿克-乌大断裂重新分配,是这个大油田得以形成的必要条件。     

中国煤层烃类气体组份及地球化学特征的研究

本文通过对大量煤层气体的实测数据得出:煤层气体是一种组成复杂并含有一定重烃组份的混合气体,在一定条件下它们并非“干气”。煤层烃类气体存在着3个明显的富集阶段,它们分别是煤层烃类气体的贫富集、富富集和衰富集保存期,并与有机质的3个演化阶段相对应。本文指出用常规的气体地球化学指标并不能很好地反映煤层气体的地球化学特征,但“苯指数”能较好地区分出气体的成因类型,“正己烷指数”可以大致反映出气体的演化规律和母质的成熟度。     

CH4, CO2和H2O在非金属原子修饰石墨烯表面的吸附

煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料,如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源,它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中,非金属原子X(X=H,O,N,S,P,Si,F,Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH₄,CO₂,H₂O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中,H和Cl对CH₄的作用较大; N、O、F、Cl对CO₂的作用较强; N,Cl对H₂O的影响不容忽视. 总的来说,吸附能大小依次为：H₂O>CO₂>CH₄. 因此,在CH₄富集的煤层里注入H₂O或CO₂可以与CH₄形成竞争吸附,进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情,并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息.     

CH4, CO2和H2O在非金属原子修饰石墨烯表面的吸附

煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料,如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源,它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中,非金属原子X(X=H,O,N,S,P,Si,F,Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH₄,CO₂,H₂O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中,H和Cl对CH₄的作用较大; N、O、F、Cl对CO₂的作用较强; N,Cl对H₂O的影响不容忽视. 总的来说,吸附能大小依次为：H₂O>CO₂>CH₄. 因此,在CH₄富集的煤层里注入H₂O或CO₂可以与CH₄形成竞争吸附,进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情,并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息.     

CH4, CO2和H2O在非金属原子修饰石墨烯表面的吸附

煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料,如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源,它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中,非金属原子X(X=H,O,N,S,P,Si,F,Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH₄,CO₂,H₂O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中,H和Cl对CH₄的作用较大; N、O、F、Cl对CO₂的作用较强; N,Cl对H₂O的影响不容忽视. 总的来说,吸附能大小依次为：H₂O>CO₂>CH₄. 因此,在CH₄富集的煤层里注入H₂O或CO₂可以与CH₄形成竞争吸附,进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情,并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息.     

CH4, CO2和H2O在非金属原子修饰石墨烯表面的吸附

煤层气(矿井瓦斯)是一种有望替代传统化石燃料,如煤、石油和天然气的非常规气体. 作为可得的清洁能源,它的利用被认为是节能和经济的选择. 在本工作中,非金属原子X(X=H,O,N,S,P,Si,F,Cl)修饰的石墨烯(Gr)被用来代表具有结构异性的煤表面模型. 通过密度泛函理论系统地研究了煤层气组分Y(Y=CH₄,CO₂,H₂O)在非金属原子修饰石墨烯上的吸附作用. 结果表明Y在非金属原子修饰石墨烯上的吸附均为物理吸附. 态密度和差分电荷密度共同表明了这种弱的相互作用.其中,H和Cl对CH₄的作用较大; N、O、F、Cl对CO₂的作用较强; N,Cl对H₂O的影响不容忽视. 总的来说,吸附能大小依次为：H₂O>CO₂>CH₄. 因此,在CH₄富集的煤层里注入H₂O或CO₂可以与CH₄形成竞争吸附,进而提高煤层气采收率. 本工作提供了在分子水平下煤层气与非金属原子修饰石墨烯之间的相互作用的详情,并为煤层瓦斯的开采与分离提供了有用的信息.