天然气水合物置换开采的能源效率研究

• 作者: 王晓辉 许强 郑华星 孙长宇 陈光进
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 水合物； 生产 能源效率 [火用] 模型 CO2置换
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 能源和环境工程
• 页码范围: 5754-5762
• 页数: 8页
• 分类号: TE53
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200360

摘要

天然气水合物分解是一个相变过程，开采时涉及各种形式能量的消耗和转化，如电能、化学能、热能等。为了科学地评价天然气水合物开采技术的经济性，建立了以有效能（[火用]）为核心的能源效率计算方程，并以CO2置换法开采天然气水合物为例，介绍任意生产周期内能源效率的计算方法和流程框图。在CO2置换开采天然气水合物的工艺过程中，注气量、产气量和产气中甲烷含量是三个关键参数，将产气量与注气量之比定义为采注比，分析采注比及产气中甲烷含量对能源效率的影响。结果表明：在设定条件下CO2置换开采天然气水合物的整体能源效率介于0.31～6.4之间；增大采注比，有利于提高能源效率；产气中甲烷的摩尔分率越高，气体分离的能耗越低，能源效率也可显著提高。因此，调控产气量和产气中甲烷摩尔分率是提高CO2置换法能源效率的主要途径。通过所建立的能效计算方程为天然气水合物开采工艺的优化提供指导。