细粒砂矿物成分及粒径配比对CO2水合物合成特性影响的 实验研究

• 作者: 马越 赵建忠 高强 张驰
• 来源期刊: 低碳化学与化工
• 学科: 地球科学
• 关键词: CO2 水合物 碳封存 黏土 粒径配比
• 年，卷（期）: 2024,（4）
• 页码范围: 128-134
• 页数: 7页
• 语种: 中文

摘要

在冻土层中用水合物法封存CO2是一种具有潜力和前景的CO2封存技术。为探究地层性质对CO2封存的影响，在初始压力5.5 MPa、温度1.27℃的条件下，在不同细粒砂矿物成分及粒径配比的影响下进行了CO2水合物合成实验，对实验过程中CO2水合物生成过程的压力-温度变化、CO2水合物平均生成速率、CO2耗气量和相饱和度等进行了分析。结果表明，细粒砂与粗粒砂粒径配比(各组分质量比，下同)为1.0:2.0时的CO2水合物平均生成速率最小(12.60 mmol/min)，随着粗粒砂比例的增大，比表面积减少，CO2水合物平均生成速率变慢。蒙脱石黏土不利于CO2水合物生成，粉砂组(含细粒砂与粗粒砂)CO2水合物平均生成速率高于粉砂质黏土组(含细粒砂和蒙脱石黏土)，且粉砂组实验更容易实现高的水合物饱和度和CO2耗气量，因此在矿物成分含细粒砂与粗粒砂的区域更适合进行CO2封存。细粒砂与粗粒砂或黏土矿物粒径配比为1.0:0.5时的CO2耗气量分别为0.86 mol、0.77 mol，随着粗粒砂和黏土矿物比例的增大，水合物相饱和度和CO2耗气量均逐渐减小，细粒砂与粗粒砂或黏土矿物粒径配比为1.0:0.5时是适合水合物法封存CO2的比例。