细粒砂矿物成分及粒径配比对CO_2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：低碳化学与化工, 2023, 1-7.

• CO_2
• 水合物
• 碳封存
• 黏土
• 粒径配比

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，于初始压力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方面进行了分析。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，为12.60 mmol/min，随着粗粒砂比例的增大，由于比表面积的减少，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加，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。

• 单位
  太原理工大学; 中国地质大学（武汉）