CO2置换开采冻土区天然气水合物中CH4的可行性研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com化工进展2014年第33卷增刊1CHEMICA1INDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS·133·COz置换开采冻土区天然气水合物中CH4的可行性研究张学民，李金平，吴青柏，南军虎，焦亮(兰州理工大学西部能源与环境研究中心，甘肃兰州730050；中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，甘肃兰州730000)摘要：作为一种非常规能源，天然气水合物，俗称“可燃冰”，是一种重要的能源载体。国外在海底和永久冻土层都发现了天然气水合物藏，我国也在神狐海域和祁连山冻土区获得了含天然气水合物的岩芯。然而，天然气水合物资源的安全高效开采方式已成为

2、天然气水合物藏开发利用的“瓶颈”，也是天然气水合物开采研究的热点和难点问题。本文在全面综述国内外天然气水合物开采研究的基础上，重点关注了CO置换开采天然气水合物的研究进展，提出了采用CO2置换开多年采冻土区天然气水合物中CH的设想，并分析了该方法的热力学和动力学可行性；最后，指出了C0z置换开采冻土区天然气水合物尚存在的问题和今后的发展方向。关键词：天然气水合物；冻土区；可行性；置换反应；开采FeasibilitystudyonreplacementofCH4gasfrommethanehydratewithCOsinfrigidpermafrostregionZHANGXuemi

3、n，LJinping，WUQingbai～，』＼，ANJunhu，l『JA0Liang(WesternChinaEnergy＆EnvironmentResearchCenter，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，Gansu，China；。ColdandAridRegionsEnvironmentalEngineeringResearchInstitute，ChineseAcademyofSciences，Lanzhou730000，Gansu，China)Abstract：Naturalgashydrate，akindofnon

4、—conventionalenergy，knownasthe“FlammableIce”，isanimportantenergycarrierhavinggoodprospectofenergypotentia1．Naturalgashydratehasbeendiscoveredoverseasinpermafrostregiononshoreandsea?oorsediments．CoreofrockcontainingnaturalgashydratehasalsobeendiscoveredintheShenhumarineareaandQilianpermafrostof

5、China．However，thesafeandhighlyeffcientexploitationmethodhasbecomethe“bottleneck”intheexploitationofnaturalgashydrateresourceandhasreceivedmuchresearchinterest．Thispapersummarizestheexistingexploitationmethodsofnaturalgashydrate，andfocusesontheresearchprogressoftheexploitationmethodofCO2replace

6、ment．ThentheideaofreplacingCH4frommethanehydratewithCO2inexploitingnaturalgashydrateinfrigidpermafrostregiononshoreispresented，andthefeasibilityofthismethodisanalyzedbasedonkineticsandthermodynamics．Lastly，thepotentialproblemsanddevelopmentdirectionsinCO2replacementofnaturalgashydrateinpermafr

7、ostregionarepresented．Keywords：naturalgashydrates；permafrost；feasibility；replacementreaction；exploitation基金项目：国家自然科学基金(51266005)、教育部科学技术研究重点基金(1106ZBB007)及中国科学院天然气水合物重点实验室开放基金(yO07s3)项目。第一作者：张学民(1987一)，男，博士研究生，从事冻土区天然气水合物的研究。E—mailzxm20