结合水合物生成机理研究甲烷在水中的溶解度

【摘要】： 本文结合水合物生成机理研究甲烷在水中的溶解度。研究内容主要包括文献综述、实验装置建立、模型参数估计和模型考核、溶解度计算4个部分。 文献综述部分综述了水合物的结构、性质和应用、关联气体溶解度的方法以及低温中压下甲烷在水中的溶解度的研究现状。 实验装置部分介绍了实验流程、主要实验设备的设计与选型、实验过程以及实验内容。重点阐述了高压釜、缓冲罐、气体压缩机、数控低温恒温槽的特点、结构和主要技术指标。实验测定了纯水中甲烷水合物生成动力学数据。 水合物生成动力学模型参数估计部分获得了临界晶核中的笼形数和动力学参数的最优解。动力学模型的考核部分初步考察了参数估计值的可靠性。考察结果表明：参数估计值可以较好地描述水合物生成过程中气相压力的变化趋势。 溶解度计算部分分别用动力学模型和状态方程法计算出各组实验条件下甲烷在水中的溶解度。比较两者发现：动力学模型计算出的溶解度比状态方程法计算出的溶解度高出约17.6～33.4％。结合水合物生成机理，用逸度和相平衡的知识对结果进行了分析和讨论。 【关键词】：溶解度 甲烷 水合物 动力学 平衡
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：O621.1
【目录】：

• 前言7-9
• 第一章 文献综述9-27
• 1．1 水合物的结构、性质及应用9-14
• 1．1．1 水合物发展史9
• 1．1．2 水合物的结构与性质9-12
• 1．1．2．1 水合物的结构9-10
• 1．1．2．2 水合物的性质10-12
• 1．1．3 水合物的应用12-14
• 1．1．3．1 潜在能源12
• 1．1．3．2 水合物技术12-14
• 1．2 气体溶解度研究现状14-27
• 1．2．1 引言14
• 1．2．2 影响气体溶解度的因素14-15
• 1．2．3 理论基础及气体溶解度关联技术15-21
• 1．2．3．1 Henry定律及Krichevsky-Kasarnovsky方程15-16
• 1．2．3．2 状态方程法16-19
• 1．2．3．3 气体溶解度的填充水合模型19-21
• 1．2．4 实验研究方法21-22
• 1．2．5 实验结果及现象解释22-27
• 第二章 甲烷水合物生成动力学模型27-31
• 2．1 引言27
• 2．2 甲烷水合物生成动力学模型27-31
• 2．2．1 生成机理27-29
• 2．2．2 动力学方程29-31
• 第三章 实验装置及实验过程31-38
• 3．1 实验流程31
• 3．2 主要设备的设计与选型31-37
• 3．2．1 高压釜31-33
• 3．2．2 缓冲罐33-34
• 3．2．3 气体压缩机34-36
• 3．2．4 低温恒温槽36
• 3．2．5 温度压力采集系统36-37
• 3．3 实验过程37
• 3．4 实验内容37-38
• 第四章 参数估计及模型的考核38-55
• 4．1 动力学方程的转换38-40
• 4．2 参数估计40-44
• 4．2．1 临界晶核中的笼形数估计40-43
• 4．2．2 速率常数估计43-44
• 4．3 动力学模型的考核44-55
• 第五章 溶解度计算55-64
• 5．1 引言55
• 5．2 动力学模型计算溶解度55-58
• 5．3 状态方程法计算溶解度58-60
• 5．4 讨论60-64
• 第六章 结论64-65
• 符号表65-66
• 参考文献66-71
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文71-72
• 致谢72

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