蒙脱石对水合物法分离煤矿瓦斯中甲烷的影响

摘要

矿井瓦斯是以甲烷(CH4)为主的混合气体，CH4是洁净、高效的优质能源，同时它也是对臭氧破坏能力极强的温室气体。由于其浓度较低，使得抽采瓦斯无法直接利用，采用水合物法能够分离提纯抽采瓦斯中CH4，而该方法的关键科学问题是如何加快水合分离速率，增大瓦斯水合物储气量，提高CH4回收率。蒙脱石(MMT)具有较好的吸附性和粘结性，已有研究表明蒙脱石能够促进甲烷水合物形成。据此针对3种瓦斯气样分别在MMT-SDS、MMT-THF、MMT-SDS-THF及空白体系中进行瓦斯水合分离实验，考查了MMT对瓦斯水合分离效率、CH4回收率的影响规律。结果表明：MMT能够增大瓦斯水合分离因子和分配系数，提高CH4回收率，分析认为在瓦斯水合分离过程中，CH4能够在MMT的特殊层间结构中形成水合物，说明MMT对CH4具有选择性，可提高瓦斯水合分离效率。本文首次定义了选择因子，以此参数评价水合物相对目标气体的富集能力，实验结果表明MMT促进了CH4在水合物相中的富集。