煤的瓦斯吸附动力学机制及温度效应

发布时间：2021-07-21 00:34

　　基于煤对瓦斯的多层吸附假设,推导了煤中瓦斯的多层吸附理论,并采用此理论对煤的瓦斯吸附试验规律进行拟合分析。结果表明:煤对瓦斯的多层吸附理论很好地拟合瓦斯等温吸附,拟合相关性均达到0.99以上;煤体表面单层吸附瓦斯体积V_m随温度降低而线性增大;煤的吸附热Q和瓦斯凝聚热QL差值（Q-Q_L）与温度T线性相关;瓦斯在煤表面吸附层数n随温度降低线性增大。 

【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(08)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

瓦斯吸附试验系统示意图

煤体表面单层吸附瓦斯体积Vm如图3。从图3可知，不同变质程度煤体表面单层吸附瓦斯体积为Vm均随温度降低而线性增大，且变质程度越高，同一温度时Vm值越大。参数C随温度变化规律如图4。从图4可知，拟合参数值C值随着温度的降低呈指数增大。采用式（7）对参数C进行拟合，不同变质程度煤的C随温度的变化规律如图4，由其拟合关系可知，不同变质程度煤的吸附热Q和瓦斯凝聚热QL与温度T线性相关，即（Q-QL）/（RT）基本相同，WY、PM和QF分别为1 757.98、1 752.42和1 758.06，这充分说明了（Q-QL）随温度降低线性减小。同时，不同变质程度煤的吸附速率存在差别，即（ka1·ki）/（k1·kai）不同，煤的变质程度越高，此值越大。

参数C随温度变化规律如图4。从图4可知，拟合参数值C值随着温度的降低呈指数增大。采用式（7）对参数C进行拟合，不同变质程度煤的C随温度的变化规律如图4，由其拟合关系可知，不同变质程度煤的吸附热Q和瓦斯凝聚热QL与温度T线性相关，即（Q-QL）/（RT）基本相同，WY、PM和QF分别为1 757.98、1 752.42和1 758.06，这充分说明了（Q-QL）随温度降低线性减小。同时，不同变质程度煤的吸附速率存在差别，即（ka1·ki）/（k1·kai）不同，煤的变质程度越高，此值越大。瓦斯在煤表面吸附层数n随温度变化规律如图5。从图5可以看出，不同变质程度煤对瓦斯的吸附均为多层吸附（n>1），在第1层吸附饱和情况，第2层吸附未达到吸附饱和（2>n>1）。但随着温度降低，煤对瓦斯吸附量增大，其第2层吸附饱和度增大，即n值随温度降低而增大，且同样温度下，煤的变质程度越高，n值越大。

【参考文献】：
期刊论文
[1]吸附势理论在煤层甲烷吸附中的应用[J]. 苏现波,林萌,林晓英,陈润.  中国煤层气. 2006(02)
[2]煤储层吸附特征研究现状及展望[J]. 张晓东,秦勇,桑树勋.  中国煤田地质. 2005(01)
[3]不同煤的吸附性能及等量吸附热的变化规律[J]. 崔永君,张庆玲,杨锡禄.  天然气工业. 2003(04)
[4]煤在温度和压力综合影响下的吸附性能及气含量预测[J]. 钟玲文,郑玉柱,员争荣,雷崇利,张慧.  煤炭学报. 2002(06)
[5]温度对煤的瓦斯吸附性能影响的试验研究[J]. 梁冰.  黑龙江矿业学院学报. 2000(01)



本文编号：3293930