一、THERMODYNAMIC STUDY OF HIGH-PRESSURE ADSORPTION OF METHANE AND HEATS OF METHANE ADSORPTION ON MICROPOROUS CARBONS（论文文献综述）
赵玉龙,刘香禺,张烈辉,张鉴,常程,赵圣贤,张帆[1]（2021）在《深层高压页岩气藏吸附气含量评价新方法》文中研究指明目前对于深层高压页岩气藏储层真实吸附气含量的研究不深入、计算欠准确、报道较罕见。为了解决上述问题,基于广泛使用的微孔充填Dubinin-Astakhov模型,结合不同温度下的超临界甲烷高压吸附实验数据,研究了高压下甲烷在页岩中的超临界吸附特征,探讨了常用吸附相密度计算方法在高压下页岩气过剩吸附量校正中的适用性,结合Gibbs公式和Dubinin-Astakhov模型开展了过剩吸附量校正研究,基于循环迭代和最优化思路提出了结合吸附特征曲线优化Dubinin-Astakhov模型参数的新方法。研究结果表明:（1）常用的过剩吸附量校正方法对于求取高压（大于等于20 MPa）条件下甲烷在页岩中的绝对吸附量并不适用,主要误差出现在高压段;（2）吸附相甲烷密度受温度影响较小,受页岩样品影响显着,不同井区和层位页岩中吸附相甲烷密度可能存在着较大的差异;（3）基于该新方法可以开展深层高压页岩气藏储层吸附气含量评价,计算结果满足吸附势理论且可以获得唯一的吸附特征曲线,计算得到的页岩气过剩吸附量与实测结果具有很好的一致性。结论认为,该新方法可以为深层高压页岩气藏储量评估提供依据并支撑深层页岩气藏经济高效开发。
胡科,汤积仁,MISCHO Helmut[2]（2021）在《基于Ono-Kondo格子模型的超临界页岩气吸附试验研究》文中提出页岩储层普遍埋藏较深,地层温度和压力较高,相当一部分页岩气在储层中处于超临界吸附状态。超临界吸附与传统亚临界吸附在机理上有着较大区别,将建立在亚临界条件的吸附模型运用到超临界页岩气吸附领域仍然面临一些挑战。因此,准确表征超临界页岩气吸附是精准评估页岩气储量和制定合理开发方案先决条件。针对页岩中超临界甲烷吸附问题,借助高精度磁悬浮天平重量法吸附仪,开展了高温高压甲烷吸附实验,分别测定了超临界甲烷在40,60,80和100℃的气体相密度和等温吸附曲线。实验结果表明:磁悬浮天平能同时测定气体相甲烷密度和过剩吸附量;超临界甲烷过剩吸附量随压力先增加后减小,过剩吸附量随温度升高而降低,最大过剩吸附量对应的压力随温度升高而升高。在不对吸附相密度和体积做任何假设的前提下,利用Ono-Kondo格子模型分别分析了页岩气的单层和多层吸附。Ono-Kondo格子模型分析结果表明:超临界甲烷吸附只能形成单层吸附,其中吸附相密度和绝对吸附量均随压力单调递增,吸附相体积近似保持不变。随着压力的升高,吸附相密度与气体相密度的差值先增加后减小,而吸附相体积近似保持不变,因此会导致过剩吸附量出现极大值。若将吸附相密度假定为定值会低估高压力段的绝对吸附量。
聂千[3]（2021）在《活性炭孔结构对CO2和CH4吸附分离性能的影响》文中进行了进一步梳理活性炭由于具有丰富可调的孔隙结构,使其被广泛应用于CO2和CH4的吸附与分离领域。虽然已有大量文献报道活性炭用于CO2和CH4的吸附分离,但关于活性炭的孔结构对其在变压吸附中吸附分离性能的影响和它们之间的构效关系还不甚明确。为了探究样品的孔结构对其吸附能力和分离性能的影响,本文选择了九种孔结构不同的活性炭样品作为研究对象,分别以CO2和CH4为吸附质,利用重量法和吸附质摄取法测量了其在样品上的吸附等温线和吸附动力学曲线;为了综合考察和比较不同样品对CO2/N2,CH4/N2和CO2/CH4体系的选择吸附能力,在纯组分N2、CO2和CH4吸附等温线基础上,计算了CO2/N2、CH4/N2和CO2/CH4三种二元混合体系的选择性、选择参数和吸附热。本论文的主要结果:1.CO2在活性炭上的吸附与分离性能研究（1）本文利用Toth模型拟合CO2在活性炭上的吸附等温线,并分别得到了参数qs,0、b0、Q0和t0。Q0小于40k J/mol,表明CO2的吸附属于物理吸附。（2）通过一级动力学方程拟合0.5-1k Pa、45-60k Pa压力下CO2的吸附动力学曲线得出:在0.5-1k Pa下,POR系列的样品普遍比MIC系列的吸附速率快,表明介孔的存在提高了样品对CO2的吸附速率。但在45-60k Pa下,样品的吸附速率相差不大,表明了在45-60k Pa的压力范围内,孔结构对吸附速率的影响不大。（3）通过对CO2在10k Pa、100k Pa、500k Pa和1000k Pa压力下的绝对吸附量qa与样品的小微孔体积V<1nm和大微孔体积V1-2nm建立函数关系,可以得出:CO2绝对吸附量主要与样品的微孔有关,其中,小微孔体积的影响占主导地位。随着压力的升高,大微孔体积对CO2绝对吸附量的影响越来越明显。此外,对CO2在10-100k Pa、10-500k Pa和10-1000k Pa压力范围内的有效吸附量qeff与小微孔体积V<1nm和大微孔体积V1-2nm建立函数关系,结果与qa规律一致。（4）通过对比在CO2与N2进料比为15/85条件下,10k Pa、100k Pa、500k Pa以及1000k Pa压力下样品的IAST选择性和亨利选择性,发现:亨利选择性与10k Pa处的IAST选择性相近,表明CO2在低压区的吸附符合亨利定律。随着压力的升高,选择性呈现下降的趋势。但样品在1000k Pa处的选择性仍能维持在8以上,表明了活性炭作为CO2吸附剂对CO2/N2体系展现出较高的分离能力。MIC-L系列样品的孔结构对10k Pa和100k Pa的IAST选择性以及亨利选择性有利,而500k Pa和1000k Pa下的IAST选择性受孔结构的影响不大。（5）通过计算CO2/N2体系的选择参数可以得出:100k Pa下,样品POR-S2和POR-B的选择参数比较高,而500k Pa和1000k Pa压力下的选择参数与样品的孔结构关系不大。（6）通过比较MIC系列样品和POR系列样品的等量吸附热,发现:所有七个样品的等量吸附热在19-30k J/mol,表明CO2在活性炭上的吸附属于物理吸附。2.CH4在活性炭上的吸附与分离性能研究（1）本文利用Toth模型很好地拟合了CH4在活性炭上的吸附等温线,并分别得到了参数qs,0、b0、Q0和t0。Q0小于40k J/mol,表明CH4的吸附属于物理吸附。（2）通过一级动力学方程拟合45-60k Pa压力下CH4的吸附动力学曲线得出:POR-S系列的样品比MIC系列和POR-B样品的吸附速率快,表明了小介孔对CH4的吸附速率起促进作用。（3）通过对CH4在10k Pa、100k Pa、500k Pa和1000k Pa压力下的绝对吸附量qa与样品的小微孔体积V<1nm和大微孔体积V1-2nm建立函数关系,可以得出:CH4绝对吸附量主要与样品的微孔体积有关,其中,V<1nm的影响占主导地位。随着压力的升高,V1-2nm对qa的作用越来越明显。此外,对CO2在10-100k Pa、10-500k Pa和10-1000k Pa压力范围内的有效吸附量qeff与小微孔体积V<1nm和大微孔体积V1-2nm建立函数关系,结果与qa规律一致。（4）通过纯组分CH4与N2的吸附等温线,分别计算了温度为298K,压力为10k Pa、100k Pa、500k Pa与1000k Pa,CH4与N2进料比为15/85和85/15两种条件下的IAST选择性。发现:当进料比为15/85时,样品的选择性始终维持在3.5以上,表明样品对此体系具有较高分离能力。而对于CH4/N2进料比为85/15的体系,1000k Pa处的选择性接近1,表明样品不适用于此体系的吸附分离。（5）对于CH4/N2混合气分压比为15/85的体系,100k Pa处的MIC系列样品的选择参数比POR系列的选择参数高;而在500k Pa和1000k Pa下,样品的孔结构对选择参数的影响不大。（6）通过比较MIC系列和POR系列样品的等量吸附热,发现:九个样品的等量吸附热在17-22k J/mol。而且,MIC样品的初始吸附热基本都高于POR系列。3.CO2/CH4吸附分离性能研究（1）对比CO2和CH4在样品上的吸附行为,发现:由于CO2分子比CH4分子小、极性比CH4大,使样品表现出优于CH4的CO2吸附能力。通过比较CH4和CO2的吸附作用力和吸附热,得出:CO2吸附产生的吸附热和相互作用力均高于CH4。吸附热的大小和相互作用力的强弱均受吸附质的极性影响。（2）计算样品对CO2/CH4体系进料比为50/50的IAST选择性,得出:样品的亨利选择性大于1,样品与CO2间的相互作用力高于CH4。这与CO2的极性强,与样品接触产生的强吸附位点多有关。对于CO2/CH4体系,大介孔的存在有利于样品的亨利选择性和在10k Pa下的IAST选择性。但孔结构对100k Pa、500k Pa和1000k Pa压力下的IAST选择性影响不大。（3）对于CO2/CH4体系,在100k Pa压力下,POR系列的选择参数普遍比MIC高。而在500k Pa和1000k Pa下,样品的孔结构对选择参数影响不大。
沈圆辉[4]（2020）在《真空变压吸附沼气升级及二氧化碳捕集过程研究》文中提出生物质沼气作为一种富含甲烷的清洁高效可再生能源,经升级脱碳制备生物质天然气,不仅可提升沼气能源利用效率,同时可作为石化天然气的替代品,拓展生物质沼气应用领域。变压吸附法以其过程能耗低,设备投资少,自动化程度高及操作灵活等优点受到越来越多的关注,成为生物质沼气升级脱碳的优势技术。本文分别以硅胶和碳分子筛为沼气脱碳吸附剂,通过实验与数值模拟方法系统研究了真空变压吸附沼气升级及二氧化碳捕集工艺过程,以指导沼气升级脱碳工业过程设计。首先,采用静态容积法与固定床穿透实验法,测定了CO2与CH4在硅胶上的吸附等温线及动态穿透曲线。基于理想吸附溶液理论模型计算获得25℃、1bar条件下45%CO2-55%CH4混合气在硅胶的平衡选择性可达10.6,通过二维轴对称吸附床数学模型数值拟合得到CO2与CH4在硅胶上的线性传质系数分别为1.026s-1与1.696s-1,表明了硅胶吸附剂良好的沼气脱碳性能,同时为工艺过程设计提供了基础数据。其次,以硅胶为吸附剂,建立了四塔九步真空变压吸附沼气升级实验装置及工艺过程数学模型。实验与模拟结果表明,在4bar-0.3bar吸附解吸压力条件下,硅胶可将55%CH4沼气脱碳升级至98%CH4产品气,CH4收率可达80%,且耦合线性推动力传质模型的一维硅胶吸附床数学模型能准确反映吸附床内温度浓度变化。基于数值模拟设计了两级真空变压吸附沼气升级与二氧化碳捕集工艺,产品气中CH4纯度达98.01%,收率可达97.31%,且二氧化碳产品气中CO2纯度与收率分别可达96.74%与97.58%,实现了沼气中甲烷提纯与二氧化碳捕集。之后,测定CO2与CH4在碳分子筛吸附剂的平衡吸附量及动力学扩散系数,碳分子筛吸附剂的CO2/CH4平衡选择性低,但微孔动力学扩散系数差异显着,具有良好动力学选择性脱碳性能。三塔六步真空变压吸附沼气脱碳实验结果则表明,在0.1bar,0.05P/F的解吸条件下,可将55%CH4-45%CO2提纯至98%CH4纯度的产品气,且CH4收率可达83%。进一步建立了耦合双线型推动力传质模型与拓展Sips吸附等温线模型的碳分子筛吸附床数学模型,准确描述了碳分子筛固定床穿透与真空变压吸附升级过程的传质传热行为。此外,通过数值模拟方法,系统分析对比了硅胶工艺与碳分子筛工艺沼气升级脱碳的性能优劣。处理等量的沼气原料气制备生物质甲烷气,碳分子筛工艺的吸附剂用量及过程能耗分别高出硅胶工艺27.25%与20.45%,且硅胶工艺的甲烷收率明显高于碳分子筛工艺甲烷收率。最后,选用硅胶为吸附剂,基于数学建模与数值模拟方法,建立了两塔双回流真空变压吸附分离工艺,同时实现了沼气中甲烷提纯与二氧化碳捕集。模拟结果表明,吸附解吸压力控制在2bar与0.2bar范围,甲烷产品气中CH4纯度与收率分别可达98%与96%,二氧化碳产品气中的CO2纯度与收率均高于96%。然而,相比于两级真空变压吸附沼气升级工艺,双回流变压吸附分离工艺的原料处理量低且工艺过程能耗高。
冯光俊[5]（2020）在《上扬子区下寒武统页岩高温高压甲烷吸附与页岩气赋存》文中研究表明甲烷吸附是页岩气赋存的核心,对揭示页岩气富集成藏机理及资源量精确评估具有重要意义。论文以上扬子区下寒武统暗色页岩为研究对象,围绕原位储层高温高压甲烷吸附与页岩气赋存这一核心科学问题,采用资料调研、野外调查、实验测试、模型计算、理论分析的思路展开系统研究,凝练出如下成果与认识:（1）上扬子区下寒武统页岩广泛发育,下段为深水-半深水陆棚沉积,上段为浅水陆棚沉积,由矿物岩石学特征识别出5种岩相类型,其中炭质页岩和炭质硅质页岩是形成页岩气储层的优质岩相类型。下寒武统页岩储层矿物组成复杂多样,以石英和粘土矿物为主,含有长石、碳酸盐类矿物及少量黄铁矿,粘土矿物主要为伊利石和伊/蒙混层。下寒武统页岩干酪根稳定碳同位素δ13C值介于-34.7‰-31.0‰,属于Ⅰ型干酪根;有机质丰度整体较高,TOC含量平均为3.65%,下段TOC含量明显高于上段;等效镜质组反射率和激光拉曼光谱学分析表明有机质演化处于过成熟阶段。（2）借助手标本观察、光学显微镜和氩离子抛光-射扫描电镜定性-半定量研究了下寒武统页岩孔裂隙发育形貌及成因类型,识别出5类裂缝类型和3大类6亚类孔隙类型,有机质孔、脆性矿物边缘粒间孔及微裂缝相对发育,过成熟演化和深埋压实作用致使部分孔隙塌陷闭合。联合高压压汞、低压氮气吸附和二氧化碳吸附实验全尺度定量表征显示下寒武统页岩孔隙度偏低,孔径整体较小,微孔优势发育而宏孔发育不足,孔径分布为微孔单峰型和微孔-介孔双峰型,孔隙结构具有分形非均质性。有机质是下寒武统页岩微纳米孔发育的物质基础,石英等脆性矿物搭建的刚性骨架结构是避免储层孔隙遭受压实破坏的重要保障。（3）开展系列温度下高压甲烷吸附实验,系统分析超临界甲烷过剩吸附高压段“倒吸附”的定量特征、影响因素、理论成因及其地质意义。对比研究超临界甲烷吸附表征模型适用性,通过吸附相体积、吸附分子层数计算及吸附热动力学分析,揭示了超临界甲烷吸附为放热的物理吸附过程,吸附机理为三维堆积的微孔充填吸附与二维铺展的单层吸附并存。页岩储层超临界甲烷吸附具有温度依赖性,温度对过剩吸附的影响效应在一定高压时出现反转;随着温度升高,最大吸附量和吸附相密度线性减小,而吸附饱和所需的压力不断增大,页岩吸附能力减弱。甲烷吸附控制因素分析表明微孔结构是页岩吸附能力的直接主控因素,有机质具有更高的表面自由能可以促进甲烷吸附。（4）构建了原位储层吸附气和游离气含量精确估算模型,对比分析了吸附模型选择及计算方法对原位含气量（尤其是深层页岩气）精确估算的影响,模型地质外推阐明了原位储层页岩气赋存对各类地质要素的差异响应。揭示了现今储层温压场-地层水耦合控制下页岩气赋存随深度变化的相态分布规律,随储层埋深增大,吸附气含量先迅速增加后缓慢减小,游离气含量先快速增加后缓慢增加,吸附气和游离气赋存存在“等量点”,转换深度随含水饱和度的增加向深部迁移。提出了页岩气赋存在垂向上的优势赋存深度带概念,由浅至深依次为浅部吸附气优势带、优势相态转换带和深部游离气优势带,可为不同埋深储层页岩气高效勘探开发提供理论参考。（5）剖析了研究区QJ1井下寒武统筇竹寺组页岩埋藏-受热-生烃演化史,判识主力生气充注期在晚泥盆世至晚二叠世之间。结合覆压孔渗和核磁共振实验,分析储集空间演化和储集能力演化,揭示了储层埋藏沉降-构造抬升过程中页岩气赋存相态动态转化的“四段式”模式:未成熟生物气吸附、成熟热解气吸附、吸附气解吸转化和游离气吸附转化,进一步结合保存条件阐明了储层超压/欠压及吸附欠饱和的地质成因。基于突破压力、扩散系数和渗透率测试,分析了储层自封闭性及页岩气扩散运移各向异性。明确了有机质过度演化和封闭性较差的底板条件是上扬子区下寒武统页岩气富集成藏的主要风险因素,勘探开发应重点关注适中的热演化程度和有利的保存条件。该论文有图120幅,表27个,参考文献278篇。
韩思杰[6]（2020）在《深部无烟煤储层CO2-ECBM的CO2封存机制与存储潜力评价方法》文中研究指明2018年中国二氧化碳排放量达到9428.7Mt,占当年全球CO2总排放量的27.8%,是最大的二氧化碳排放国。CO2的地质封存能够在短期内完成碳减排指标,被视为行之有效的减排技术手段。深部不可采煤层的CO2地质封存融温室气体减排与煤层气高效开发为一体,是CCUS（二氧化碳捕集、封存与利用）技术的重要方向。本次研究开展了全孔径尺度煤岩孔裂隙结构定量表征,不同温度、压力和水环境下的无烟煤超临界CO2吸附实验和高压条件下中高煤阶煤超临界CH4等温吸附实验;从分子相互作用层面探讨了煤岩超临界CO2吸附行为的温度与自由相密度控制机理,建立了煤岩超临界CO2吸附模式,揭示了埋深条件下CO2超临界等容线对吸附行为的控制作用;建立了表征各封存类型的煤岩CO2理论封存量和有效封存量计算模型;最后评估了沁水盆地和郑庄区块3#煤储层CO2理论封存量和有效封存量。本次研究取得的主要认识和成果如下:（1）揭示了煤岩超临界CO2吸附过程中温度与自由相密度对多分子层吸附的控制机理。温度和自由相密度均是通过改变CO2分子间相互作用的强弱来改变吸附行为,但作用方式不同,温度增加扩大了CO2吸附相分子间距离,造成吸附分子层数与吸附量降低;而自由相密度增加不影响吸附相分子,仅减小了最外侧吸附相分子与其相邻自由相分子之间的距离,造成吸附相分子层数和吸附量增加。（2）建立了煤岩超临界CO2吸附的微孔填充+多分子层表面覆盖的综合模式。煤岩超临界CO2吸附分子层计算结果显示,实验温度条件下吸附相CO2分子层数范围在1-2之间,在高能吸附位会形成多分子层吸附,温度增加吸附分子层减小;微孔中可完全填充的孔径上限为1.12 nm,反映了沁水盆地无烟煤超临界CO2吸附作用以微孔填充的形式存在,该孔径之上,超临界CO2以不饱和多分子层表面覆盖的形式存在,超临界CO2在煤岩中呈微孔填充+多分子层表面覆盖的吸附状态。（3）阐明了地层条件下超临界CO2等容线对煤岩超临界CO2吸附行为的影响。地层条件下煤岩超临界CO2吸附行为受超临界CO2等容线控制具有二段性特征,沁水盆地煤层的界限埋深约为920m:类气态超临界阶段,自由相密度增加导致多分子层吸附出现,但温度负效应逐渐增强;类液态超临界阶段,自由相密度几乎不增加,温度控制成为绝对主导,煤岩CO2吸附能力降低;埋深条件下煤岩CO2最大吸附能力出现在类气态超临界阶段后期。（4）探究了吸附封存、静态封存、溶解封存和矿化封存机制,建立了煤岩CO2理论封存量与有效封存量评价模型。沁水盆地1000-2000m地层条件下吸附封存量始终占主导地位（>80%）,静态封存量随埋深增加而增加,2000m时接近总封存量的20%,溶解封存量始终不超过总封存量的2%,矿化封存量可忽略。在评价煤中超临界CO2吸附封存和静态封存量时应采用过剩吸附量与自由体积量之和的计算方法,减小自由相密度和吸附相密度变化带来的误差。（5）应用煤岩CO2地质封存量评价模型估算了沁水盆地和郑庄区块3#煤储层CO2理论封存量和有效封存量。沁水盆地3#煤层CO2理论封存量为9.72 Gt,有效封存量为2.53 Gt,沁水盆地深部煤层具有实施CO2-ECBM的工程潜力。郑庄区块3#煤CO2理论封存量为416.18 Mt,有效封存量为108.2 Mt,类气态超临界区的CO2封存量丰度最高,为0.6 Mt/km2。结合CO2可注性和注入后的保存条件,建议郑庄区块CO2-ECBM工程优先选区在类气态超临界区。该论文有图85幅,表25个,参考文献279篇。
王润曦[7]（2020）在《二氧化碳提高油气采收率微观机理的分子动力学模拟研究》文中研究表明碳捕集、利用和封存（Carbon capture,utilization and storage,CCUS）技术可以在减少二氧化碳排放量的同时,优化能源消耗结构和保障能源安全。在众多的CCUS技术中,二氧化碳提高油气采收率技术由于能在提高油气采收率的同时,永久地将温室气体封存于地下,受到了越来越多的关注,并有望解决我国油气资源短缺和温室气体减排的难题。然而,非常规油藏的地质结构复杂,含有大量的纳米孔隙结构。在纳米尺度下,油气的吸附和流动规律尚不明了且与宏观尺度均存在着明显不同,如渗透率极低、流动不服从达西定律等。因此,研究纳米孔内原油的吸附状态和二氧化碳与原油竞争吸附的微观机理是开发二氧化碳提高油气采收率技术的理论基础。本文将采用分子动力学模拟研究二氧化碳提高油气采收率的微观机理,包括溶解二氧化碳后,原油物性参数的变化、纳米孔内油气的赋存状态和竞争吸附情况。首先针对二氧化碳和烷烃两相系统,修正了分子动力学模拟中的Lorentz-Berthelot混合规则,能够更准确地描述出微观界面结构,并计算出界面物性参数,如二氧化碳溶解度、相密度、界面张力、扩散系数等。通过界面张力消失法,对计算的界面张力线性外推,得到二氧化碳和原油的最小混相压力。模拟结果均与实验值接近,表明发展的分子动力学模拟方法是有效的界面参数计算工具。同时通过模拟,发现二氧化碳溶解提高了烷烃的扩散能力,有利于烷烃流动。这些工作为纳米孔内竞争吸附机理的研究奠定了基础。然后通过分子动力学模拟,对石英纳米中孔（>2 nm）内的二氧化碳提高烷烃采收率微观机理进行了分子尺度的探索。二氧化碳由于与石英更强的相互作用,能够将原本吸附在岩石表面的烷烃置换到通道中间,使其从吸附态转化为自由态,有利于被开采。通过分析纳米孔内分子的朝向参数,可以区分吸附态和非吸附态的烷烃,从而计算出二氧化碳的置换效率,进而获得合适的二氧化碳注入比。同时,还计算了通道内烷烃的扩散系数,用于综合考虑二氧化碳的最优注入比。随后,通过分子动力学模拟对石英纳米微孔（<2 nm）内的二氧化碳竞争吸附的情况进行了深入的探究。在此极端受限情况下,烷烃由于受到两侧壁面的强相互作用,在孔内的吸附结构随孔径发生剧烈的变化,从而导致孔内烷烃的吸附密度和扩散能力发生震荡变化。在注入二氧化碳后发现,孔径越小反而二氧化碳置换效率越高。置换效率随压力的增加而上升,并且在最小混相压力附近出现拐点。通过分析从微孔到中孔的吸附结构变化,总结出了计算纳米孔内烷烃吸附量和二氧化碳置换效率的方法。针对此置换过程,本文以菲克定律为基础,导出了描述二氧化碳置换过程的数学模型。该模型与分子动力学模拟结果吻合良好,这也表明置换过程是以扩散为主。最后,在研究了规则纳米孔内的竞争吸附规律的基础上,对复杂纳米多孔介质干酪根中页岩气的吸附解吸附情况进行了研究。在多孔介质内,甲烷的吸附能力随孔径的增加呈现指数衰减规律。由于孔喉结构的存在,部分吸附的甲烷无法在压力下降后从干酪根中解吸附出来,出现吸附滞后现象。对此,本文提出了“两次逾渗模拟”方法,能够快速预测干酪根内的吸附滞后程度,结果与分子动力学模拟一致,且速度快1-2个数量级。对干酪根中甲烷吸附滞后现象的研究也使我们对复杂纳米多孔介质中的吸附规律有了初步的认识。
龙正江[8]（2020）在《构造煤超临界CO2/CH4吸附解吸特性及控制机理》文中提出本文以淮北地区5个中煤级不同变形程度构造煤为研究对象,基于45℃、干燥条件下超临界CO2、CH4等温吸附/解吸实验研究构造煤的超临界吸附/解吸特性,并结合压汞、低温液氮及二氧化碳吸附孔隙结构和X射线衍射、傅里叶红外光谱化学结构的测试分析,揭示构造煤的孔隙结构、化学结构演化对其超临界吸附/解吸特性的控制机理。取得了如下主要成果:（1）超临界CO2过剩（绝对）吸附/解吸曲线均呈两段式演化,在突变压力8 Mpa（吸附）/10 Mpa（解吸）之前,曲线先升后降,具Ⅰ型等温线特征,而后随着压力的增加,曲线急剧上升,具Ⅱ型等温线特征,同时在吸附/解吸过程中均存在负吸附现象。超临界CH4过剩吸附/解吸曲线随压力的增加先升后降,存在吸附最大值,而其绝对吸附/解吸曲线先快速上升而后逐渐变缓,两者均具Ⅰ型等温线特征。随着变形程度的增加,构造煤超临界CO2最大吸附量（超临界CH4极限吸附量）具增大趋势,而超临界CO2、CH4吸附/解吸可逆性呈相反的演化规律。（2）随变形程度的增加,构造煤大孔-极微孔的总孔容、总比表面积呈增大趋势,各阶段孔容、孔比表面积表现出差异演化,其中极微孔最为发育,且各孔径段分形维数也具增大趋势。构造煤对超临界CO2（CH4）的吸附能力,主要随着极微孔（微孔）含量的增加而增强。控制超临界CO2、CH4吸附/解吸可逆性的关键物理因素为极微孔,但因二者的主要吸附空间及吸附机理差异,其吸附/解吸可逆性随极微孔含量的增加分别呈增强与减弱趋势。（3）随变形程度的增加,构造煤脂肪侧链及含氧官能团逐渐脱落,芳构化作用及环缩合程度增强,煤晶核中芳香碳网片层快速增大,煤晶核趋于扁平化。官能团为控制超临界CO2（CH4）吸附量的关键化学因素,随着芳香结构、脂肪结构的增加及含氧官能团的减少,构造煤对超临界CO2（CH4）的吸附能力具增强趋势。构造煤化学结构演化对超临界CO2、CH4吸附/解吸可逆性具有相异的控制作用。该论文含图36幅,表29个,参考文献159篇。
黄亮[9]（2020）在《基于分子模拟的页岩气多组分竞争吸附机理研究》文中指出页岩气资源丰富,但由于多采用衰竭式开发,采收率普遍低于30%。二氧化碳在超临界条件下具有低表面张力和高吸附强度等特性,页岩气藏注二氧化碳开采具有巨大的潜力。注二氧化碳开采中,页岩纳米孔隙中的甲烷处于与二氧化碳和水分并存的环境。因此,开展甲烷/二氧化碳竞争吸附机理以及水分的影响机制研究可为页岩气藏地质储量评估以及注二氧化碳开采奠定理论基础。本论文以分子模拟为主要方法,以实验测试为辅助手段,结合干酪根地球化学、分子热力学、吸附学、岩石力学等基础理论,通过构建代表性的页岩纳米孔隙模型,着重探究了甲烷/二氧化碳的竞争吸附机理,水分影响甲烷/二氧化碳竞争吸附的微观机制以及页岩气开采中的流体赋存特征,关键性结论和认识如下:阐明了甲烷/二氧化碳在页岩纳米孔隙内的竞争吸附机理。在有机质孔隙内,混合组分中甲烷的吸附等温线呈阶梯型曲线特征,二氧化碳可将甲烷由高吸附势的内表面逐级向外表面置换。甲烷/二氧化碳竞争吸附由气体性质差异、孔隙物理结构和表面化学特性协同控制。无机质孔隙优先吸附二氧化碳主要由气体分子的热力学性质差异决定,随孔径减小和非均质性增强,体积因素的贡献增加,并逐渐占据主导。有机质对气体的吸附能力主要取决于有效孔隙含量,吸附选择性系数主要由可接触的含氧官能团控制。气体吸附可引起有机质膨胀,相同吸附量下,二氧化碳诱导的膨胀大于甲烷,页岩气资源量评估应考虑孔隙结构变形的影响。明确了水分在页岩非均质纳米孔隙中的微观分布特征及其影响气体竞争吸附的作用机制。水分子优先吸附于页岩中未被覆盖的粘土表面,部分水分子由于氢键作用形成团簇,少量水分子吸附于干酪根的含硫和含氧官能团。水分对二氧化碳吸附的影响大于甲烷,在一定水分含量下,有机质中存在水分运移和团簇挤压现象,无机质中存在钠离子溶剂化现象,均可促进二氧化碳的优先吸附。在页岩复合体系内揭示了页岩气不同赋存形式在开采中的变化特征。研究发现衰竭开采主要产出甲烷自由气,注二氧化碳开采主要产出甲烷溶解气,页岩气开采后期,吸附气动用率最低,是增产挖潜的主要对象。注二氧化碳开采中,干酪根结构变形可大幅提高气体溶解能力,水分可增加甲烷溶解气动用率,多组分可增加甲烷吸附气动用率。
赵国斌[10]（2020）在《甲烷在典型MOFs上的吸附储存研究》文中提出吸附式天然气（ANG）作为商用燃料的一个主要阻碍在于其吸附剂的体积能量储存密度还不到技术指标,研制高效ANG吸附剂仍是其工程应用的关键。本文根据甲烷在金属有机框架物（MOFs）上吸附储存的研究现状,针对ANG作为天然气储存方式应用于柴油发电机中面临的吸附剂成型与固化、吸附床强化传热的问题,展开以下研究工作:甲烷在MIL-101上的吸附平衡分析。为研制ANG用的MOFs材料,使用溶剂热法制备了MIL-101（Cr）,运用Micromeritics 3Flex全自动微孔吸附仪测试77.15 K氮吸附数据并作表征结构,并分别在0-0.1 MPa、0-6 MPa两个压力区间,在293.15-313.15 K温度范围,由Micromeritics 3Flex和Setaram PCT Pro E&E测试了甲烷在MIL-101试样上的吸附等温线,由亨利定律和Toth方程确定甲烷在制备试样上的极限吸附热和等量吸附热。结果表明,MIL-101试样的平均孔径和微孔容积分别为1.86 nm、1.09 cm3/g,由BET法确定MIL-101比表面积为3141 m2/g。由亨利定律确定甲烷在MIL-101试样上的平均极限吸附热为23.89 kJ/mol,测试范围内Toth方程预测的平均相对误差为1.06%,由Clausius-Clapeyron（C-C）方程和Toth势函数确定的等量吸附热分别为14.08-19.37 kJ/mol和13.06-13.92kJ/mol。这表明甲烷分子与MIL-101具有较强的相互作用,Toth势函数虽然具有仅需一条等温线即可计算的优势,但在计算过程中引入了汽化潜热而导致计算存在误差。基于膨胀石墨（ENG）成型与固化的MOFs复合吸附剂试制。可膨胀石墨在膨化温度为600℃,膨化时间为30 s的工艺下制备ENG。为提高吸附剂的堆积密度和热导率,通过干混法将膨胀石墨以5%、10%、15%、20%质量含量与MIL-101试样混合,并根据相关文献确定保证MIL-101试样结构不坍塌的最大成型压力（3MPa）,对所制备复合吸附剂进行结构表征,并在和MIL-101试样相同的测试温度压力区间进行了甲烷在与蜂巢状翅片热导率相近的复合吸附剂试样（10%@MIL-101）上的吸附平衡测试。结果发现,MIL-101比表面积和微孔容积在膨胀石墨添加量为不同比例时分别下降约31%、45%、48%、50%和30%、44%、46%、49%,热导率较纯MIL-101分别提升至约3、4、6、7倍。其中10%@MIL-101复合吸附剂试样在测试范围内导致甲烷存储量减少39%-71%,并在与MIL-101试样相同温度压力区间下的甲烷平均极限吸附热与等量吸附热为18.54 kJ/mol和8.13-16.85 kJ/mol。甲烷在MIL-101吸附床上充放气及强化传热研究。为缓解甲烷在吸附床上充放气过程的热效应,考虑到容积利用比例和满足为TO7900ET-J型柴油机正常负荷运行持续供气10min,本试验设计了一个容积为2.5 L的扁平状储罐,在以柴油机额定功率下运行时燃料消耗率对应的流率10-30 L/min（约为28.30 L/min）下分别进行甲烷在储罐充填MIL-101、10%@MIL-101复合材料、MIL-101和蜂巢状传热翅片的充放气试验。结果表明,对于纯MIL-101吸附床,10 L/min的充气过程较30 L/min的最大温升降低了10℃,脱气效率也提高了5.3%;膨胀石墨的添加使储气量比MIL-101吸附床减少了95.8 g（约41%）;而蜂巢状传热翅片储气量为173.7 g,且平均温度波动控制在15℃以内,脱气效率达到了97.6%。因此对于ANG工程实际应用,插入蜂巢状传热翅片是兼顾吸附床强化传热与吸附量的可行方案。
二、THERMODYNAMIC STUDY OF HIGH-PRESSURE ADSORPTION OF METHANE AND HEATS OF METHANE ADSORPTION ON MICROPOROUS CARBONS（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、THERMODYNAMIC STUDY OF HIGH-PRESSURE ADSORPTION OF METHANE AND HEATS OF METHANE ADSORPTION ON MICROPOROUS CARBONS（论文提纲范文）
（1）深层高压页岩气藏吸附气含量评价新方法（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 超临界Dubinin-Astakhov吸附模型 |
| 2 超临界等温吸附实验数据 |
| 3 实验结果处理及探讨 |
| 3.1 过剩吸附量和绝对吸附量的转换 |
| 3.2 吸附相和自由相甲烷密度的选取 |
| 3.3 Dubinin-Astakhov模型参数优化新方法 |
| 4 结论 |
（2）基于Ono-Kondo格子模型的超临界页岩气吸附试验研究（论文提纲范文）
| 1 Ono-Kondo格子吸附模型 |
| 2 超临界甲烷等温吸附实验 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 实验测试结果 |
| 3.2 吸附层数确定 |
| 3.3 温度对吸附的影响 |
| 3.4 吸附相性质分析 |
| 4 结 论 |
（3）活性炭孔结构对CO2和CH4吸附分离性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述及选题意义 |
| 1.1 CO_2吸附分离研究 |
| 1.1.1 CO_2简介 |
| 1.1.2 CO_2的来源 |
| 1.1.3 CO_2的捕集 |
| 1.1.4 CO_2吸附剂 |
| 1.2 CH_4吸附分离研究 |
| 1.2.1 CH_4的简介 |
| 1.2.2 CH_4的来源 |
| 1.2.3 CH_4的捕集 |
| 1.2.4 CH_4吸附剂 |
| 1.3 活性炭及在吸附分离中的研究 |
| 1.3.1 活性炭简介 |
| 1.3.2 活性炭在吸附分离中的应用 |
| 1.4 吸附分离基础知识 |
| 1.4.1 吸附 |
| 1.4.2 变压吸附 |
| 1.4.3 吸附等温线 |
| 1.4.4 吸附模型 |
| 1.4.4.1 Langmuir模型 |
| 1.4.4.2 Freundlich模型 |
| 1.4.4.3 Langmuir-Freundlich模型 |
| 1.4.4.4 Toth模型 |
| 1.4.5 吸附参数 |
| 1.5 吸附动力学研究 |
| 1.5.1 动力学方程 |
| 1.5.1.1 一级动力学模型 |
| 1.5.1.2 二级动力学模型 |
| 1.5.1.3 Bangham动力学模型 |
| 1.5.2 有效扩散时间常数 |
| 1.5.3 活化能的计算 |
| 1.6 气体分离吸附剂的评价 |
| 1.6.1 绝对吸附量 |
| 1.6.2 有效吸附量 |
| 1.6.3 吸附选择性 |
| 1.6.4 吸附选择参数 |
| 1.6.5 等量吸附热 |
| 1.7 选题意义及研究内容 |
| 第二章 实验方法 |
| 2.1 孔分布表征 |
| 2.2 CO_2-TPD表征分析 |
| 2.3 吸附研究 |
| 2.3.1 实验装置 |
| 2.3.2 吸附剂活化实验 |
| 2.3.3 吸附热力学研究 |
| 2.3.4 吸附动力学研究 |
| 第三章 活性炭表征和氮气吸附等温线测定 |
| 3.1 孔结构表征 |
| 3.1.1 氩气吸附/脱附等温线 |
| 3.1.2 活性炭的孔径分布 |
| 3.2 CO_2-TPD表征分析 |
| 3.3 N_2吸附等温线 |
| 3.3.1 吸附等温线的测定 |
| 3.3.2 热力学参数 |
| 第四章 CO_2在活性炭上的吸附与分离研究 |
| 4.1 吸附热力学研究 |
| 4.1.1 吸附等温线的测定 |
| 4.1.2 Toth模型拟合 |
| 4.1.3 热力学参数计算 |
| 4.1.4 孔结构对CO_2饱和吸附量的影响 |
| 4.1.5 孔结构对相互作用力和亨利系数的影响 |
| 4.2 吸附动力学研究 |
| 4.2.1 吸附动力学曲线及参数 |
| 4.2.2 活化能的计算 |
| 4.3 孔结构与CO_2吸附量 |
| 4.3.1 孔结构对CO_2绝对吸附量的影响 |
| 4.3.2 孔结构对CO_2有效吸附量的影响 |
| 4.4 孔结构与CO_2/N_2的选择性 |
| 4.5 孔结构与选择参数 |
| 4.6 孔结构与吸附热 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 CH_4在活性炭上的吸附与分离研究 |
| 5.1 吸附热力学研究 |
| 5.1.1 吸附等温线的测定 |
| 5.1.2 Toth模型拟合 |
| 5.1.3 热力学参数计算 |
| 5.1.4 孔结构对CH_4饱和吸附量的影响 |
| 5.1.5 孔结构对相互作用力的影响 |
| 5.2 吸附动力学研究 |
| 5.2.1 吸附动力学曲线及参数 |
| 5.2.2 活化能的计算 |
| 5.3 孔结构与CH_4吸附量 |
| 5.3.1 孔结构对CH_4绝对吸附量的影响 |
| 5.3.2 孔结构对CH_4有效吸附量的影响 |
| 5.4 孔结构与CH_4/N_2 选择性 |
| 5.5 孔结构与选择参数 |
| 5.6 孔结构与吸附热 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 CO_2/CH_4吸附分离性能研究 |
| 6.1 CO_2和CH_4的吸附性能对比 |
| 6.1.1 吸附量 |
| 6.1.2 相互作用力 |
| 6.1.3 吸附热 |
| 6.2 孔结构与CO_2/CH_4选择性 |
| 6.3 孔结构与选择参数 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（4）真空变压吸附沼气升级及二氧化碳捕集过程研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 沼气升级脱碳技术 |
| 1.2.1 变压吸附法 |
| 1.2.2 物理吸收法 |
| 1.2.3 化学吸收法 |
| 1.2.4 膜分离法 |
| 1.2.5 低温分离法 |
| 1.2.6 工艺技术对比 |
| 1.3 变压吸附沼气升级研究进展 |
| 1.3.1 沼气吸附脱碳材料 |
| 1.3.2 变压吸附沼气升级工艺 |
| 1.3.3 变压吸附分离过程的数值模拟 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 第二章 CO_2/CH_4在硅胶的吸附平衡及气固传质系数的实验研究 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 硅胶吸附材料的表征 |
| 2.1.2 CO_2-CH_4吸附平衡数据的测定 |
| 2.1.3 硅胶固定床穿透实验 |
| 2.2 固定床吸附过程数学建模与数值求解 |
| 2.2.1 二维吸附床数学模型 |
| 2.2.2 一维吸附床数学模型 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 硅胶材料表面形貌与孔结构 |
| 2.3.2 二氧化碳/甲烷吸附等温线 |
| 2.3.3 二氧化碳/甲烷固定床穿透曲线 |
| 2.3.4 气固传质系数的数值拟合 |
| 2.3.5 集总轴向扩散系数的数值拟合 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 硅胶真空变压吸附沼气升级与碳捕集过程实验与模拟 |
| 3.1 真空变压吸附沼气升级实验 |
| 3.1.1 真空变压吸附沼气升级实验装置 |
| 3.1.2 真空变压吸附沼气升级工艺时序 |
| 3.2 真空变压吸附工艺过程建模 |
| 3.2.1 真空变压吸附工艺过程数学模型 |
| 3.2.2 吸附塔周期性边界条件 |
| 3.2.3 工艺过程性能指标 |
| 3.2.4 工艺过程数值求解 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 固定床穿透实验与模拟 |
| 3.3.2 真空变压吸附沼气升级过程实验与模拟 |
| 3.3.3 工艺参数对沼气升级效果的影响 |
| 3.3.4 两级真空变压吸附分离工艺过程的数值模拟 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 碳分子筛真空变压吸附沼气升级过程实验研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 实验装置 |
| 4.1.2 实验内容 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 碳分子筛结构的表征 |
| 4.2.2 二氧化碳/甲烷吸附等温线 |
| 4.2.3 碳分子筛固定床穿透实验 |
| 4.2.4 碳分子筛真空变压吸附沼气升级实验 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 碳分子筛真空变压沼气升级过程数值模拟与工艺对比 |
| 5.1 碳分子筛沼气升级过程数学建模与数值求解 |
| 5.1.1 碳分子筛吸附床数学模型 |
| 5.1.2 模型方程的数值求解 |
| 5.2 碳分子筛沼气升级过程的数值模拟 |
| 5.2.1 固定床穿透实验过程的数值模拟 |
| 5.2.2 真空变压吸附沼气升级过程的数值模拟 |
| 5.3 真空变压吸附沼气升级工艺的对比 |
| 5.3.1 硅胶与碳分子筛沼气升级工艺模拟结果的对比 |
| 5.3.2 硅胶与碳分子筛沼气升级工艺过程数值分析 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 双回流变压吸附沼气升级与碳捕集工艺过程模拟 |
| 6.1 沼气升级捕碳双回流变压吸附工艺过程介绍 |
| 6.2 沼气升级捕碳双回流变压吸附工艺过程模拟 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 吸附床内压力温度浓度的瞬态变化 |
| 6.3.2 轻产品气回流流率对工艺性能的影响 |
| 6.3.3 进料位置对工艺分离性能的影响 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 本文存在不足与展望 |
| 符号说明 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（5）上扬子区下寒武统页岩高温高压甲烷吸附与页岩气赋存（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与存在问题 |
| 1.3 研究内容与研究思路 |
| 1.4 论文工作量与创新点 |
| 2 区域地质概况 |
| 2.1 区域构造特征 |
| 2.2 区域构造演化 |
| 2.3 区域地层特征 |
| 2.4 目的层页岩发育特征 |
| 2.5 小结 |
| 3 源岩矿物学与有机地球化学特征 |
| 3.1 矿物学特征 |
| 3.2 有机地球化学特征 |
| 3.3 小结 |
| 4 储层孔裂隙全尺度表征与分形非均质性 |
| 4.1 孔裂隙形貌定性-半定量表征 |
| 4.2 孔隙结构全尺度定量表征 |
| 4.3 孔隙结构分形非均质性 |
| 4.4 孔隙发育控制因素 |
| 4.5 小结 |
| 5 页岩储层高温高压超临界甲烷吸附研究 |
| 5.1 超临界甲烷吸附理论与实验特征 |
| 5.2 超临界甲烷吸附表征与机理 |
| 5.3 超临界甲烷倒吸附及其地质意义 |
| 5.4 超临界甲烷吸附能力影响因素 |
| 5.5 超临界甲烷吸附温度依性 |
| 5.6 小结 |
| 6 页岩气赋存及其动态转化 |
| 6.1 页岩气原位赋存地质模型 |
| 6.2 页岩气赋存地质响应 |
| 6.3 地质演化过程中页岩气赋存动态转化 |
| 6.4 下寒武统页岩气富集成藏分析 |
| 6.5 小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）深部无烟煤储层CO2-ECBM的CO2封存机制与存储潜力评价方法（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状与存在问题 |
| 1.3 研究方案 |
| 1.4 工作量与研究成果 |
| 2 沁水盆地地质背景 |
| 2.1 地质概况 |
| 2.2 煤层特征 |
| 2.3 煤层气地质 |
| 2.4 小结 |
| 3 实验样品、方法与结果 |
| 3.1 煤样 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果 |
| 3.4 小结 |
| 4 超临界气体吸附的影响因素与超临界CO_2吸附分子层数分布特征 |
| 4.1 超临界气体吸附模型 |
| 4.2 超临界CO_2吸附量的影响因素 |
| 4.3 超临界CO_2吸附热的影响因素 |
| 4.4 超临界CH_4吸附能力的影响因素 |
| 4.5 吸附相密度与吸附分子层 |
| 4.6 小结 |
| 5 煤岩超临界CO_2吸附行为及其控制机理 |
| 5.1 超临界CO_2吸附状态的温度和自由相密度影响 |
| 5.2 超临界CO_2吸附行为与模式 |
| 5.3 埋深条件下CO_2吸附行为的超临界等容线约束 |
| 5.4 煤岩超临界CO_2/CH_4吸附差异及其竞争吸附机理 |
| 5.5 小结 |
| 6 煤中非吸附的CO_2封存机制与封存量比较 |
| 6.1 CO_2溶解封存机制与模型 |
| 6.2 CO_2矿化封存机制与模型 |
| 6.3 CO_2静态封存机制与模型 |
| 6.4 封存量计算模型优化与比较 |
| 6.5 深部煤层CO_2地质封存的可行性 |
| 6.6 小结 |
| 7 煤层CO_2地质封存量评价方法与实例分析 |
| 7.1 煤中CO_2地质封存量计算方法 |
| 7.2 沁水盆地与郑庄区块3#煤层CO_2封存潜力评价参数 |
| 7.3 沁水盆地与郑庄区块3#煤层CO_2封存潜力评估 |
| 7.4 小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）二氧化碳提高油气采收率微观机理的分子动力学模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1. 绪论 |
| 1.1. 研究背景和意义 |
| 1.2. 非常规油气资源 |
| 1.3. 非常规油气的二氧化碳驱替现状 |
| 1.4. 实验和理论研究现状 |
| 1.5. 现有问题 |
| 1.6. 本文研究内容 |
| 2. 分子动力学模拟与理论分析方法 |
| 2.1. 引言 |
| 2.2. 分子动力学模拟及其在油气两相系统中的应用 |
| 2.3. 分子动力学模拟中多孔介质内的分析方法 |
| 2.4. 利用分子活塞维持系统恒压的方法 |
| 2.5. 本章小结 |
| 3. 烷烃和二氧化碳体系的界面性质 |
| 3.1. 引言 |
| 3.2. 烷烃和二氧化碳的两相分子模型 |
| 3.3. 界面物性参数预测 |
| 3.4. 流动性质影响 |
| 3.5. 本章小结 |
| 4. 石英纳米中孔内二氧化碳提高烷烃采收率的微观机理 |
| 4.1. 引言 |
| 4.2. 石英纳米中孔内的竞争吸附模型 |
| 4.3. 二氧化碳提高烷烃采收率机理分析 |
| 4.4. 扩散性能提升 |
| 4.5. 本章小结 |
| 5. 石英纳米微孔中二氧化碳的置换效率和动态特性 |
| 5.1. 引言 |
| 5.2. 石英纳米微孔中二氧化碳置换烷烃的分子模型 |
| 5.3. 微孔内的烷烃吸附结构 |
| 5.4. 二氧化碳置换效率分析 |
| 5.5. 二氧化碳置换过程分析 |
| 5.6. 本章小结 |
| 6. 干酪根中甲烷的吸附滞后机理研究 |
| 6.1. 引言 |
| 6.2. 干酪根中甲烷吸附模型 |
| 6.3. 干酪根中甲烷的吸附性质 |
| 6.4. 干酪根中甲烷吸附滞后机理分析 |
| 6.5. 逾渗模型预测滞后程度 |
| 6.6. 本章小结 |
| 7. 总结与展望 |
| 7.1. 全文工作总结 |
| 7.2. 论文创新点 |
| 7.3. 未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（8）构造煤超临界CO2/CH4吸附解吸特性及控制机理（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状及存在问题 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.4 论文工作量 |
| 2 样品选择及实验方法 |
| 2.1 研究区概况 |
| 2.2 样品选择 |
| 2.3 实验方法 |
| 3 构造煤超临界CO_2、CH_4吸附/解吸特性 |
| 3.1 构造煤超临界CO_2吸附/解吸特征 |
| 3.2 构造煤超临界CH_4吸附/解吸特征 |
| 3.3 吸附模型的构建 |
| 3.4 超临界CO_2和CH_4吸附/解吸可逆性 |
| 3.5 小结 |
| 4 孔隙结构对超临界吸附/解吸特性的控制作用 |
| 4.1 基于压汞法的孔隙结构特征 |
| 4.2 基于气体吸附法的孔隙结构特征 |
| 4.3 孔隙结构与吸附量的关系 |
| 4.4 孔隙结构与吸附/解吸可逆性的关系 |
| 4.5 小结 |
| 5 化学结构对超临界吸附/解吸特性的控制作用 |
| 5.1 X射线衍射结构 |
| 5.2 傅里叶红外光谱结构 |
| 5.3 化学结构与吸附量的关系 |
| 5.4 化学结构与吸附/解吸可逆性的关系 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）基于分子模拟的页岩气多组分竞争吸附机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及存在问题 |
| 1.2.1 甲烷/二氧化碳竞争吸附研究 |
| 1.2.2 页岩水分分布特征及对气体吸附的影响研究 |
| 1.2.3 页岩吸附-变形耦合研究 |
| 1.2.4 页岩纳米孔隙分子模型研究 |
| 1.2.5 目前存在的问题 |
| 1.3 研究目标与研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 研究思路与技术路线 |
| 1.4.1 研究思路 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 页岩代表性非均质纳米孔隙模型构建 |
| 2.1 分子模拟方法基础理论和关键模拟细节 |
| 2.1.1 MM方法基础理论和模拟细节 |
| 2.1.2 MD方法基础理论和模拟细节 |
| 2.1.3 MC方法基础理论和模拟细节 |
| 2.1.4 分子模拟方法中力场体系的关键细节 |
| 2.2 基于有机地球化学测试的页岩干酪根化学结构表征 |
| 2.2.1 页岩中干酪根样品的提取实验过程 |
| 2.2.2 干酪根化学结构的表征实验手段 |
| 2.2.3 干酪根样品的有机地球化学特征 |
| 2.2.4 干酪根结构中化学官能团的定性分析 |
| 2.2.5 干酪根结构中碳骨架关键结构参数的定量分析 |
| 2.2.6 干酪根结构中不同元素存在形态的定量分析 |
| 2.3 无定形的有机质非均质纳米孔隙模型 |
| 2.3.1 干酪根二维化学结构单元构建与验证 |
| 2.3.2 有机质混合物的代表性组成 |
| 2.3.3 无定形的有机质三维分子结构模型 |
| 2.3.4 有机质非均质的微观孔隙结构 |
| 2.4 物理化学非均质的无机质纳米孔隙模型 |
| 2.4.1 具有晶体结构的钠蒙脱石分子模型 |
| 2.4.2 钠蒙脱石非均质的纳米孔隙模型 |
| 2.4.3 钠蒙脱石孔隙模型的几何结构和孔隙尺寸验证 |
| 2.5 页岩有机质-无机质复合非均质纳米孔隙模型 |
| 2.5.1 页岩有机质-无机质复合分子模型构建 |
| 2.5.2 页岩复合非均质纳米孔隙模型结构表征 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 页岩非均质纳米孔隙甲烷/二氧化碳吸附机理研究 |
| 3.1 有机质非均质纳米孔隙页岩气单组分吸附特征 |
| 3.1.1 考虑纳米孔隙气体实际分布特征的气体赋存形式定义 |
| 3.1.2 有机纳米孔隙气体高压吸附曲线特征 |
| 3.1.3 有机质成熟演化对气体吸附的控制机理 |
| 3.1.4 甲烷/二氧化碳在不同成熟度干酪根中的吸附热力学特征 |
| 3.1.5 甲烷/二氧化碳在化学非均质干酪根中的高能吸附位 |
| 3.1.6 干酪根对甲烷/二氧化碳单组分吸附-变形耦合特征 |
| 3.2 有机质非均质纳米孔隙甲烷/二氧化碳竞争吸附特征 |
| 3.2.1 甲烷/二氧化碳在不同类型有机质中的竞争吸附曲线特征 |
| 3.2.2 有机质类型对甲烷/二氧化碳竞争吸附的控制机理 |
| 3.2.3 甲烷/二氧化碳在非均质干酪根中的竞争吸附热力学特征 |
| 3.2.4 甲烷/二氧化碳在化学非均质干酪根中的优先竞争吸附位 |
| 3.2.5 干酪根对甲烷/二氧化碳混合组分吸附-变形耦合机理 |
| 3.2.6 不同因素对甲烷/二氧化碳竞争吸附的影响规律 |
| 3.3 无机质非均质纳米孔隙甲烷/二氧化碳竞争吸附特征 |
| 3.3.1 甲烷/二氧化碳在钠蒙脱石中的竞争吸附曲线特征 |
| 3.3.2 钠蒙脱石对甲烷/二氧化碳的选择性吸附机理 |
| 3.3.3 甲烷/二氧化碳在钠蒙脱石中的竞争吸附热力学特征 |
| 3.3.4 甲烷/二氧化碳在钠蒙脱石中的微观分布特征 |
| 3.3.5 甲烷/二氧化碳在非均质钠蒙脱石中的优先竞争吸附位 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 水分对页岩纳米孔隙甲烷/二氧化碳吸附的影响机理研究 |
| 4.1 有机质孔隙水分对甲烷/二氧化碳单组分吸附的影响 |
| 4.1.1 水分对甲烷/二氧化碳吸附能力的影响规律 |
| 4.1.2 有机质成熟演化对水分影响的控制机理 |
| 4.1.3 水分对甲烷/二氧化碳吸附热力学特征的影响 |
| 4.1.4 水分在有机质热成熟演化中的微观分布特征 |
| 4.2 有机质孔隙水分对甲烷/二氧化碳竞争吸附的影响 |
| 4.2.1 水分在不同类型有机质中的微观分布特征 |
| 4.2.2 水分对甲烷/二氧化碳竞争吸附能力的影响 |
| 4.2.3 水分对甲烷/二氧化碳竞争吸附热力学特征的影响 |
| 4.3 水分对有机质变形的影响机理 |
| 4.3.1 有机质成熟演化的影响 |
| 4.3.2 有机质类型的影响 |
| 4.3.3 水分对有机质甲烷/二氧化碳吸附-变形的影响 |
| 4.4 无机质孔隙水分对甲烷/二氧化碳竞争吸附的影响 |
| 4.4.1 水分对甲烷/二氧化碳竞争吸附能力的影响 |
| 4.4.2 水分对甲烷/二氧化碳选择性吸附的影响机理 |
| 4.4.3 水分对无机质有效孔隙结构的影响 |
| 4.4.4 水分对甲烷/二氧化碳极限吸附热的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 页岩气开采中的流体赋存特征研究 |
| 5.1 页岩气衰竭及注二氧化碳开采特征 |
| 5.1.1 模拟方法和细节 |
| 5.1.2 气体数量在开采中的变化特征 |
| 5.1.3 气体赋存形式在开采中的变化特征 |
| 5.2 页岩复合非均质孔隙水分分布特征 |
| 5.2.1 水分在不同含量下的分布模式 |
| 5.2.2 水分分布随时间的动态演变行为 |
| 5.3 水分对页岩气开采中气体赋存特征的影响规律 |
| 5.3.1 水分对开采中气体数量的影响 |
| 5.3.2 水分对开采中气体赋存形式的影响 |
| 5.4 页岩气多组分和孔隙结构变形对开采中气体赋存特征的影响规律 |
| 5.4.1 页岩气多组分分布特征 |
| 5.4.2 多组分和孔隙结构变形对开采中气体赋存形式的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）甲烷在典型MOFs上的吸附储存研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 研究现状分析 |
| 1.2.1 物理吸附理论研究 |
| 1.2.2 分子模拟计算 |
| 1.2.3 金属有机框架物材料制备与改性 |
| 1.2.4 吸附床吸附热效应管理措施 |
| 1.3 论文的主要研究内容及创新点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 本文的创新点 |
| 第2章 甲烷在MIL-101 上的吸附平衡分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验方法与步骤 |
| 2.2.1 MIL-101(Cr)制备与结构表征 |
| 2.2.2 甲烷在MIL-101 试样上吸附平衡测试 |
| 2.3 结果分析 |
| 2.3.1 低压下的吸附平衡 |
| 2.3.2 高压下的吸附平衡 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于膨胀石墨(ENG)成型与固化的MOFS复合吸附剂试制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 复合吸附剂制备与蜂巢状传热翅片设计 |
| 3.2.2 微观结构表征与热导率测试 |
| 3.2.3 甲烷在复合吸附剂上的吸附平衡测试 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 ENG比例对导热性能的影响 |
| 3.3.2 吸附平衡分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 甲烷在MIL-101 吸附床上充放气及强化传热研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方案与步骤 |
| 4.2.1 试验方案 |
| 4.2.2 测试步骤 |
| 4.3 充气试验分析 |
| 4.3.1 流率的影响 |
| 4.3.2 添加膨胀石墨的影响 |
| 4.3.3 蜂巢传热翅片的影响 |
| 4.4 放气试验结果分析 |
| 4.4.1 流率的影响 |
| 4.4.2 添加膨胀石墨的影响 |
| 4.4.3 蜂巢状传热翅片的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间科研成果情况 |
四、THERMODYNAMIC STUDY OF HIGH-PRESSURE ADSORPTION OF METHANE AND HEATS OF METHANE ADSORPTION ON MICROPOROUS CARBONS（论文参考文献）
- [1]深层高压页岩气藏吸附气含量评价新方法[J]. 赵玉龙,刘香禺,张烈辉,张鉴,常程,赵圣贤,张帆. 天然气工业, 2021(10)
- [2]基于Ono-Kondo格子模型的超临界页岩气吸附试验研究[J]. 胡科,汤积仁,MISCHO Helmut. 煤炭学报, 2021(08)
- [3]活性炭孔结构对CO2和CH4吸附分离性能的影响[D]. 聂千. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]真空变压吸附沼气升级及二氧化碳捕集过程研究[D]. 沈圆辉. 天津大学, 2020(01)
- [5]上扬子区下寒武统页岩高温高压甲烷吸附与页岩气赋存[D]. 冯光俊. 中国矿业大学, 2020
- [6]深部无烟煤储层CO2-ECBM的CO2封存机制与存储潜力评价方法[D]. 韩思杰. 中国矿业大学, 2020
- [7]二氧化碳提高油气采收率微观机理的分子动力学模拟研究[D]. 王润曦. 华中科技大学, 2020(01)
- [8]构造煤超临界CO2/CH4吸附解吸特性及控制机理[D]. 龙正江. 中国矿业大学, 2020
- [9]基于分子模拟的页岩气多组分竞争吸附机理研究[D]. 黄亮. 中国石油大学(北京), 2020(02)
- [10]甲烷在典型MOFs上的吸附储存研究[D]. 赵国斌. 集美大学, 2020(07)