气体在水溶液中的溶解度模型研究进展

张　路

(西北大学地质学系/国家大陆动力学重点实验室，陕西 西安 710069)



气体在水溶液中的溶解度模型研究进展

张路

(西北大学地质学系/国家大陆动力学重点实验室，陕西 西安 710069)

CH4、C2H6、CO2、H2S、N2等气体是很多富水地质流体的重要组成部分。从模型的研究方法上，气体溶解度模型大体上又可分为：(1)γ-φ(活度-逸度模型)。模型中的活度系数方程用于表达液相行为，而气相组分的逸度系数由状态方程计算。(2)φ-φ模型。使用某一状态方程同时描述液相和气相的性质。对Duan的模型进行讨论，通过Duan的公式计算CH4和CO2在水溶液中的溶解度。按照水溶液中溶解的气体组分数量，又可将气体溶解度模型划分为两类：(1)单组分气体溶解度模型。(2)混合气体溶解度模型。研究者们开发的各种模型适用的温度压力和盐度范围各不相同，精度大小也有差异。

溶解度；模型；水溶液；CO2

CO2、CH4、H2S、N2等是地质流体中主要的挥发份，准确计算这些气体在NaCl水溶液及卤水中的溶解度及水溶液的密度，对于热液矿床流体包裹体分析，CO2地质储存、全球碳循环、地震和地球深部过程等研究有着重要的价值和意义。前人的研究表明，气体溶解度模型的气相逸度大多是通过P-R状态方程计算，而该方程在高压条件下的精度较差。在气体的组分方面，多数模型只针对单一气体在纯水或NaCl溶液中的溶解度研究。而对于混合气体体系的溶解度，只有少数模型做了部分混合气体的工作。

1　气体溶解度模型

流体参与了大多数地质作用过程并在其中起着重要的作用，地质流体在地质作用过程中所起的作用是近年来地球科学领域的前沿和热点之一[1]。……