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目前世界能源问题显得越来越紧迫,开发利用新的清洁能源是解决问题的主要途径。天然气水合物作为一种潜在能源具有广阔的前景和发展空间。在天然气水合物研究方面,相平衡是天然气水合物开采和各种应用技术的基础,因此对天然气水合物相平衡热力学的研究十分重要。为了研究在各种体系下水合物的相平衡条件,本文主要工作内容如下: (1)在实验室中,设计并搭建了测量不同体系下气体水合物相平衡条件的实验装置,测量了甲烷在活性炭、石英砂中水合物的相平衡压力。对实验样品分别做了BET实验,根据氮气吸附量随孔径变化的曲线分析了样品孔径分布的情况。 (2)研究了多孔介质中气体水合物的生成机理以及目前预测水合物相平衡的理论模型。为了计算气体水合物在多孔介质中的相平衡条件,建立较好的预测模型,本文首先用PT方程计算气相中气体组分的逸度,利用Gibbs-Thomson方程,计算不同多孔介质中不同气体水合物与水之间的界面张力,然后在Chen-Gu0模型的基础上,引入Yongwon Seo等人的模型,计算与水合物平衡时的气相逸度,通过Fortran语言编程求解。依据改进的Chen-Guo模型,预测了不同气体在不同多孔介质中形成水合物的相平衡条件,经分析对比,改进Chen-Guo模型的预测值与实验值符合得较好。 (3)多孔介质中气体水合物相平衡的实验数据还不丰富,理论预测模型还不成熟。本文讨论了目前预测模型和实验方法尚待完善和改进的地方,指出了预测多孔介质中气体水合物相平衡条件的研究方向。