新型降压开采技术及先进热-流-化多场耦合数值模型助力深海天然气水合物高效开采（殷振元助理教授课题组）

      课题组在天然气水合物新型分步降压开采技术及热-流-化多场耦合数值模拟上取得重要进展，在Chemical Engineering Journal和Applied Energy等期刊上发表研究成果。天然气水合物由于资源总量巨大和能量密度高，被公认为是21世纪新型可替代能源。由于传统降压开采方法容易造成产水、出砂量大等工程技术难题，降压速率和降压程度是控制水合物相变分解及气液产出的关键。课题组通过在实验室内搭建高压实验装置，模拟深海海底温压条件生成与我国南海水合物相似饱和度（>40%）的样品用于降压分解实验，提出了分步降压新型方案，通过控制降压速率，有效降低产水量，气体回收率提高超过10%，此项工作发表在Chemical Engineering Journal (一区，影响因子10.652)。此外，课题组成功将热-流-化多场耦合数值模型与先进全局优化方法耦合，对水合物生成分解动态过程进行分析，揭示了水合物空间非均质分布原因及气液产出主控因素，成果发表在Applied Energy (一区，影响因子8.848)，为深海水合物开采提供了基础实验数据，数学模型和理论支持。

图1. 天然气水合物分步降压开采方案有效提高能量回收效率

 （Chemical Engineering Journal 2021, 206, 127174）DOI: 10.1016/j.cej.2020.127174

图2. 天然气水合物降压分解热-流-化多场耦合数值模水合物降压分解过程

 （Applied Energy 2019, 255, 113861）DOI: 10.1016/j.apenergy.2019.113861