高二氧化碳瓦斯水合物传热分解特性研究.pdf

第44卷第 8期 应 用 化 工 V01．44No．8 2015年 8月 AppliedChemicalIndustry Aug．2015 古 一 同一氧化碳瓦斯水合物传热分解特性研究 王洪粱 ，吴强 ，张保勇 ，沈斌 ，辛嵩 (1．黑龙江科技大学 安全工程学院，黑龙江 哈尔滨 150022；2．山东科技大学 矿业与安全学院，山东 青岛 266590) 摘 要：为了探究煤体中高二氧化碳水合物的分解规律，根据 Stefan热量传导方程和ClausiusC·lapeyron方程，建立 了开采煤层中水合物分解传热模型和高二氧化碳瓦斯水合物分解热计算模型；利用可视化水合物实验系统，测定 了高二氧化碳瓦斯水合物相平衡参数 ；计算得出了高二氧化碳水合物的分解热并分析 了影响水合物分解热的因 素；通过设定条件 ，利用水合物分解传热模型得出了煤体中水合物分解规律，并分析了工作面温度、围岩温度对煤 层中水合物分解速率的影响。计算结果表明，工作面温度对水合物分解影响较小，围岩温度对水合物的分解影响 大。因此，通过对煤体中高二氧化碳瓦斯分区域水合固化，可以有效防止煤与瓦斯突出。 关键词：高二氧化碳瓦斯；水合物 ；相平衡；分解热；二氧化碳突出；热传导 中图分类号：TQ026．7；TD713 文献标识码：B 文章编号：1671—3206(2015)O8—1572一o5 Researchon characteristicsofdecompositionandheat transferforhigh carbon dioxidegashydrate WANGHong—liang ， Qiang，ZHANGBao．yong，SHENBin，XINSong (1．DepartmentofSafetyEngineeringandTechnology，HeilongjinagUniversityofScienceandTechnology，Harbin150022，China； 2．DepartmentofResourcesnadEnvironmentalEngineering，ShandongUniversityofScienceandTechnoloyg，Qingdao266590，China) Abstract：Accordingto Stefan heatconduction equation and theClausius—Clapeyron equation，theheat transfermodelandheatcalculationmodelofhighcarbondioxidegashydrateincoalareestablishedinor_ dertoexplorethedecompositionruleofhighcarbondioxidehydrate．Usingvisualhydrateexperimentsys— tem ，thephaseequilibrium parametersofthehighcarbondioxidegashydratearedetermined；decomposi— tionheatofthehighcarbondioxidehydrateiscalculatedandtheinfluencingfactorsofhydratedecomposi— tionheatisanalyzed；htedecompositionurlesareobtainedbyheattransfermodelofgashydratesandset- ringconditions，alsotheeffectsofhydratedecompositionrateisanalysisedabouttemperatureofcoalface andtemperatureofsurroundingrock．Thecalculationresultsshow htatthecoalfacetemperaturehaslittle effec