不同变质变形煤吸附解吸特征研究

发布时间：2020-04-17 06:17

【摘要】：煤层气是一种高效洁净的非常规能源,主要成分为甲烷,其开发可缓解我国油气资源紧张现状,同时有利于瓦斯灾害的防治,对于增强我国能源自主保障能力、调整优化能源结构具有重要意义。只有更好的了解不同变质变形序列煤的吸附解吸特征,才能更好的指导煤层气的生产开发。因此,为了探究不同变质变形煤的吸附解吸特征,对12个不同变质变形序列的煤样进行了等温吸附解吸实验,从拟合方程及影响因素两方面对吸附解吸特征进行了研究,基于对实验结果的分析,研究表明:(1)对Langmuir方程,通过方程线性化和计算得到V_L与p_L,与直接拟合方式相比,得到的两参数意义更加明确,同时也使Langmuir方程对实际生产更具指导意义。对DR方程,直接拟合得到的方程拟合度相对较高,但直接拟合得到的各参数都与温度相关,与定义不符,且不同温度下得到吸附相体积与吸附势之间关系,投点也相对分散不在同一条吸附特征曲线上,因此直接拟合的方法不可取。通过计算V_0减少了DR方程中的拟合参数,使得到的拟合参数更加接近实际值。对比两拟合方程后发现,DR方程的拟合效果要优于Langmuir方程,尤其是在高阶煤中,微孔填充理论来描述煤的甲烷吸附更为贴切,且DR方程可以通过吸附特征曲线,推算出不同温度、不同压力下的吸附量。(2)煤样空气干燥基的吸附能力随变质程度的增高而增高。不同煤阶产生吸附量差距的阶段不同:变质程度较低的煤之间的吸附量差距主要产生在低压阶段;中高煤阶之间的差距在于高压阶段;高阶煤与其他煤样相比,吸附能力最强。煤的吸附能力随构造变形程度的增强而增大,且韧性变形对煤体吸附能力的影响大于脆性构造变形。温度对煤的吸附能力有负面影响,压力对煤的吸附能力有正面影响。但对不同变质煤的影响阶段又不相同:低阶煤吸附能力受温度影响较大,且在低压阶段吸附能力主要受压力影响,高压阶段受温度影响更大;高阶煤的吸附能力受温度影响较小,主要受压力影响。(3)修正的Langmuir方程对解吸曲线有较高的拟合度,得到的参数也更准确,更有意义。得到的解吸残余量与变质变形程度都成正相关关系:变质程度越高,残余量越高,变形程度越高,残余量越高。
【图文】：

气体在固体表面上吸附等温线的不同类型（IUPAC1985）

不同变形程度的煤样Fig.2-1Differentdeformationdegreesofcoalsample
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD712

【参考文献】

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本文编号：2630559