Дослідження термодинамічних умов формування гідратів генераторного газу

Автор(и)

  • Катерина Сергіївна Сай Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»
  • Павло Богданович Cаїк Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»
  • Василь Григорович Лозинський Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»
  • Михайло Володимирович Петльований Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

DOI:

https://doi.org/10.26642/ten-2019-2(84)-149-155

Ключові слова:

газовий гідрат, генераторний газ, тепловий ефект, рівняння Клаузіуса-Клапейрона, фазові перетворення, термодинамічні умови

Анотація

У цій роботі розглянуто проблеми, що виникають при впровадженні технології підземної газифікації при розробці вугільних родовищ, зокрема з транспортуванням отриманого генераторного газу. Запропоновано перспективний напрям транспортування генераторного газу у вигляді газових гідратів, що скорочує систему промислових і магістральних газопроводів. Аналітичними дослідженнями вдосконалено рівняння Клаузіуса-Клапейрона для умов формування газових гідратів, що враховує наявність надлишку нерівноважних дефектів у фазі 1 (лід + газ → тверда фаза) , що перетворюється у фазу 2 (вода + газ → рідка фаза). При цьому це рівняння доповнене врахуванням теплового ефекту фазових перетворень (тепловим ефектом релаксації дефектів). Суттєве підвищення внутрішньої енергії у вихідному перед фазовими перетвореннями стані газогідрату є накопичення в ньому граничних концентрацій різних дефектів та пустот. Отримання гранично нерівноважних структур у вихідних речовинах за рахунок накопичення у них різного роду нерівноважних пустот, які пов’язані зі збільшенням швидкості теплопередачі, є одним із напрямів активізації процесу протікання фазових змін. Визначено, що енергія релаксації дефектів є термодинамічним стимулом фазових перетворень і твердофазних реакцій, якими можна керувати. Для одночасного зниження температури і тиску необхідне одночасне швидке нагрівання й збільшення тиску.

Біографії авторів

Катерина Сергіївна Сай, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

K.S. Sai

Павло Богданович Cаїк, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

P.B. Saik

Василь Григорович Лозинський, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

V.H. Lozynskyi

Михайло Володимирович Петльований, Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»

M.V. Petlovanyi

Посилання

Giuliano, G. (2014), «Western Europe and the Long Energy Crisis of the 1970s», Europe in a Globalising World, pp. 147–164.

Falshtynskyi, V.S., Dychkovskyi, R.O., Saik, P.B. et al. (2017), «Formation of thermal fields by the energy-chemical complex of coal gasification», Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, No. 5, pp. 36–42.

Falshtynskyi, V.S., Saik P., Lozynskyi,V. et al. (2018), «Innovative Aspects of Underground Coal Gasification Technology in Mine Conditions», Mining of Mineral Deposits, No. 12 (2), pp. 68–75.

Li, J. and Hu, S. (2017), «History and future of the coal and coal chemical industry in China», Resources, Conservation and Recycling, No. 124, рр. 13–24.

Hamanaka, A., Su, F., Itakura, K. et al. (2017), «Effect of Injection Flow Rate on Product Gas Quality in Underground Coal Gasification (UCG) Based on Laboratory Scale Experiment: Development of Co-Axial UCG System», Energies, No. 10 (2), pp. 238.

Sai'k, P. and Lozyns'kyj, V. (2016), «Generatornyj gaz jak al'ternatyva pryrodnomu gazu», V Materialy II mizhnarodnoi' naukovo-tehnichnoi' konferencii' «Gazogidratni tehnologii' u girnyctvi, naftogazovij spravi, geotehnici ta energetyci», Nacional'nyj girnychyj universytet, Dnipro, pp. 34–35.

Smith, V. (2013), Economics of Natural & Environmental Resources, London, 520 p.

Bondarenko, V., Sai, K., Prokopenko, K. and Zhuravlov, D. (2018), «Thermodynamic and geomechanical processes research in the development of gas hydrate deposits in the conditions of the Black Sea», Mining of Mineral Deposits, No. 12 (2), рр. 104–115.

Pedchenko, M., Pedchenko, L., Nesterenko, T. and Dyczko, A. (2018), «Technological Solutions for the Realization of NGH-Technology for Gas Transportation and Storage in Gas Hydrate Form», Solid State Phenomena, No. 277, pp. 123 – 136.

Koverda, V.P, Reshetnikov, A.V. and Faizullin, M.Z. (2006), «Sposob polucheniya gazovykh gidratov», Patent RU, No. 2270053, Bjuleten' No. 21.

Agafonov, O.V., Snikovs'kyj, O.V. and Djedich, I.O. (2013), «Sposib otrymannja gazovyh gidrativ z gazovoi' sumishi degazacijnoi' sverdlovyny», Patent UA, No. 102659, Bjuleten' No 14.

Melnikov, V. and Gennadinik, V. (2018), «Cryodiversity: the World of Cold on the Earth and in the Solar System», Philosophy and Cosmology, No. 20, pp. 43–54.

Pedchenko, M. and Pedchenko, L. (2017), «Analysis of gas hydrate deposits development by applying elements of hydraulic borehole mining technology», Mining of Mineral Deposits, No. 11 (2), pp. 52–58.

Dyadin, Yu.A. and Gushchin, A.L. (1998), «Gazovye gidraty», Sorosovskii obrazovatel'nyi zhurnal, No. 3, pp. 55–64.

Prigozhin, I. (2001), Vvedenie v termodinamiku neobratimykh protsessov, NICz «Regulyarnaya i khaoticheskaya dinamika», Izhevsk, 160 p.

Prigozhin, I. and Nikolis, Dzh. (1973), «Biologicheskii poryadok, struktura i neustoichivosti», Uspekhi fizicheskikh nauk, No. 109 (3), рр. 517–527.

Khaaze, R. (1967), Termodinamika neobratimykh proczessov, Mir, Moskva, 544 р.

Byurger, M.D. (1971), «Fazovye perekhody», Kristallografiya, No. 16 (6), рр. 10–84.

Svetkina, E.Yu. and Franchuk, V.P. (2003), «Temperaturnye effekty pri vibronagruzhenii», Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, No. 1, рр. 70–72.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-12-11

Як цитувати

Сай, К. С., Cаїк П. Б., Лозинський, В. Г., & Петльований, М. В. (2019). Дослідження термодинамічних умов формування гідратів генераторного газу. Технічна інженерія, (2(84), 149–155. https://doi.org/10.26642/ten-2019-2(84)-149-155

Номер

Розділ

ГІРНИЦТВО