不同驱动力下瓦斯水合物生长过程Raman光谱特征

基于煤矿瓦斯(CH4:C2 H6:N2=67.5:22.5:10)水合物相平衡曲线开展四种驱动力ΔP水合动力学实验,利用可见显微Raman光谱仪获取水合物生长过程光谱图,根据水合物相中C2 H6 C—C键伸缩振动特征峰Raman位移确定了4组实验中水合物为sⅡ结构.基于van der Waals与Platteeuw模型获取瓦斯水合物生成过程中水合物相气体组分及水合指数变化规律.研究表明:驱动力的大小影响水合物的稳定性,随着驱动力的增加,CH4相比C2 H6逐渐占据更多的孔穴结构,CH4在水合物相内比例增加,水合物稳定性越强;瓦斯中N2,CH4和C2 H6进入水合物孔穴优先级可以通过分子与水合物孔穴的直径比进行确定,分析认为在sⅡ水合物结构中小孔穴CH4优先级最高,大孔穴C2 H6最高;基于瓦斯水合物稳定性,对水合物生长过程客体分子的物质传递规律进行描述,为瓦斯水合物的微观生长提供理论基础.