多孔介质中天然气水合物动态聚散过程的热物性响应及热分析应用研究

【摘要】近年来，我国在陆域和海域都已获得天然气水合物实物样品，研究分析指出我国的水合物资源储量非常丰富，有着巨大的应用潜力。若天然气水合物资源转入商业性开发，必将缓解我国能源紧张局势和油气供需矛盾。此外，水合物技术在工业应用领域也有广阔的发展前景。气体水合物具有强大的储气能力，以水合物为核心的新型储运技术以及由此研发的相关能源供给技术有着巨大的应用前景。水合物与其它常规能源的不同之处在于它的稳定赋存需要特殊的高压低温热力学条件，其动态聚散过程也伴随强烈的热交换现象。因此，本研究以天然气水合物为研究对象，选取其中的热物理参数为重点关注的科学问题，将水合物的动态聚散过程作为重要背景条件开展一系列实验研究。基于研究中建立的技术方法和分析手段进一步开展与水合物热特性相关的科学研究。研究中通过改变气相-液相-固相反应材料的成分，开展一系列水合物合成与分解的模拟实验。利用高压差示扫描量热仪结合激光拉曼等光谱分析手段测定水合物摩尔分解热；通过自主研制的水合物热物性模拟实验装置探索含水合物沉积物热导率与饱和度相关关系；通过自主研制的水合物热扩散效应实验装置，利用电加热等水合物分解手段讨论分解过程中含水合物多孔介质温度梯度受热源距离、加热时间的影响，阐明水合物热扩散特征。通过研究建立高压差示扫描量热仪在水合物动态聚散过程的热流曲线分析技术、水合物热导率测定技术和水合物热激发分解模拟实验方法并结合相应的理论模型指导，进一步开展水合物热力学、动力学相关问题应用研究。其中包括不同条件下水合物相平衡分析技术、水合物亚稳态规律研究、水合物生成过程的质量传递研究以及水合物热激发分解过程与试开采效率研究等。研究主要成果包括：（1）通过模拟实验方法阐明了水合物分解热、热导率、热扩散能力及相平衡条件等一系列热物性参数在不同条件下的变化特征；（2）证实了水合物亚稳定现象并指出冰的存在不是水合物亚稳定存在的必要条件；（3）实验研究了水合物合成过程物质传递特征，指出气体向水合物膜移动是反应过程中的主要物质传递方式；（4）通过对不同条件下水合物动态聚散实验过程分析，推断温度和压力这两个控制水合物反应的主要驱动力对水合反应的作用方式不同：温度偏重影响水合反应的诱导时间，而压力则更能决定水合物的饱和度。
【作者】陈强；
【导师】业渝光；
【作者基本信息】中国海洋大学，海洋地球化学，2014，博士
【关键词】天然气水合物；热物性参数；热分析技术；动态聚散过程；

【参考文献】
[1]汪洋.基于Web的信息资源的可利用性[J].合肥联合大学学报,2001,03:108-112.
[2]赵书城,蒙应杰,马建国,陆为国.敦煌学Web数据库的设计与实现[J].计算机应用研究,2002,01:19-22.
[3]张传.季冻区路基填料冻胀与防治的试验研究[D].辽宁工程技术大学,岩土工程,2012,硕士.
[4]王春云.村民自治中妇女政治参与问题研究[D].吉林大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[5]靳利波.磁致伸缩位移传感器在汽车减震器中的应用研究[D].郑州大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[6]杨长江.南长白山旅游资源开发战略研究[D].东北师范大学,城市规划与设计,2012,硕士.
[7]郑泉水,王稳,杨佳瑞,刘泽,徐志平,刘哲.石墨的力学和摩擦特性研究进展[A].中国力学学会、西安交通大学.中国力学大会——2013论文摘要集[C].中国力学学会、西安交通大学:,2013:2.
[8]邓俊超.生态学观照下的幼儿艺术教育的理论研究[D].湖南师范大学,教育学原理,2004,硕士.
[9]张晓蓓.《英语语言传记》（第9章）翻译报告[D].河南科技大学,英语笔译（专业学位）,2014,硕士.
[10]张得俭,寇明杰.区域化特色农业工程装备研究与开发思路[J].中国农机化.2006(05)
[11]郑志群.小深孔钻削系统及其动力学特性研究分析[D].中北大学,航空宇航制造工程,2014,硕士.
[12]吴欢.便携式GPS校时系统的分析与设计[D].南昌大学,电子与通信工程（专业学位）,2012,硕士.
[13]马君.新一代决策支持系统体系结构研究[J].统计与决策,2005,16:149-150.
[14]李书芹.微电子制造人才供需对策的研究[D].浙江大学,教育经济与管理,2003,硕士.
[15]李瑾.光波导光学相控阵光束分析与优化[D].西安电子科技大学,光学,2012,硕士.
[16]鲁润梅.“资教”背景下湖北嘉鱼县农村中学体育现状与发展研究[D].北京体育大学,体育教学,2013,硕士.
[17]颜锦.多模光纤中模式保持的布里渊放大机理研究[D].哈尔滨工业大学,物理电子学,2013,硕士.
[18]颜艳.政务微博的公信力问题探析[D].南京大学,新闻与传播（专业学位）,2013,硕士.
[19]张昕.传播学视角下大学毕业生求职面试中印象管理策略的研究[D].广西师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[20]雷庆,吴扬扬.识别和抽取XML文档中的关系信息及其出现模式[J].清华大学学报(自然科学版),2005,S1:1757-1761.
[21]李壮.“中苏论战”的历史回顾[D].浙江大学,马克思主义中国化,2014,硕士.
[22]刘茹.磁性可分离石墨烯负载铂/镍双金属复合物的制备及应用[D].天津大学,2014.
[23]谢军太.游梁式抽油机横梁支撑轴的接触力学特性研究[D].兰州理工大学,机械制造及自动化,2013,硕士.
[24]邓进荣.元朝与爪哇交涉史相关问题研究[D].内蒙古大学,中国古代史,2013,硕士.
[25]宫改云.FCM算法参数研究及其应用[D].西安电子科技大学,应用数学,2004,硕士.
[26]周美玲.镁合金盒形件拉深过程理论研究[D].燕山大学,机械工程,2014,硕士.
[27]童帅.三网融合下语音内容情感倾向分类系统的设计与实现[D].华中科技大学,软件工程,2013,硕士.
[28]薛慧.巴彦淖尔市乌拉特后旗初中语文综合性学习情况的调查研究[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[29]李振华.城市社区公共服务设施供给主体多元化研究[D].华中师范大学,行政管理,2012,硕士.
[30]张媛媛.软件开发的建模技术研究与应用[D].首都经济贸易大学,2005.
[31]曹雄.整体性治理视角下信访矛盾协同解决模式研究[D].华东理工大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[32]申玉璞,何剪太,张阳德.对萘磺酸钠修饰的石墨烯基纳米银复合抗菌材料的制备及性能评价[J].生物学杂志,2013,06:18-21.
[33]石玉涛.南北地震带南段地震各向异性与介质各向异性特征数值模拟初步研究[D].中国地震局地球物理研究所,固体地球物理学,2014,博士.
[34]迪特马.1514-1683年中国在火炮制造领域中与欧洲水平的拉近[D].浙江大学,中国学,2013,硕士.
[35]郑文超.功能性电刺激系统的刺激电流源及控制策略研究[D].中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所),机械工程,2013,硕士.
[36]王冠婷.新闻发言人语言分析[D].吉林大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[37]康晨冉.从教学改革和教学资源审视呼和浩特市普通高校乒乓球课程[D].内蒙古师范大学,体育教育与运动训练,2012,硕士.
[38]张强.影响玉米胚芽提油率的因素及解决措施研究[D].齐鲁工业大学,轻工技术与工程,2014,硕士.
[39]施维.改性二氧化铅电极的制备及其处理硝基苯废水的研究[D].南京理工大学,环境工程,2013,硕士.
[40]郑洁.基于F分数模型的财务危机预警研究[D].西南大学,会计学,2013,硕士.
[41]杜彬彬.基于MEMS红外光源的长光程甲烷气体检测系统设计[D].中北大学,电路与系统,2014,硕士.
[42]哈斯塔米尔.内蒙古典型草原大针茅（Stipa grandis）凋落物分解过程中土壤动物群落的变化研究[D].内蒙古师范大学,动物学,2013,硕士.
[43]房宝娣.集值变分不等式及其推广[D].西安电子科技大学,应用数学,2004,硕士.
[44]李云霞.两个有机反应机理的理论研究[D].郑州大学,物理化学,2013,硕士.
[45]刘颖.酞菁共价修饰石墨烯复合材料的制备及其在燃料电池阴极催化剂方面的应用[D].长春理工大学,2014.
[46]刘应檀.论法律保留原则[D].复旦大学,法律,2012,硕士.
[47]陈文佳.融资性担保公司业务风险控制研究[D].安徽大学,工商管理,2013,硕士.
[48]黄明旭.成人重症肺炎心肌损伤标志物活性测定及临床意义[D].福建医科大学,急诊医学,2014,硕士.
[49]吴凤娇.基于农产品加工业复杂数据处理分析的预警系统的设计与实现[D].北京邮电大学,物流信息系统（专业学位）,2013,硕士.
[50]叶俊.掺铜羟基磷灰石纳米结构微球的制备及其表征[D].西南交通大学,材料工程,2013,硕士.