电位梯度对电化学改变贫煤瓦斯吸附解吸特性的影响实验研究
发布时间：2021-10-06 22:36
选用3种电位梯度分别对东曲矿贫煤进行电化学改性实验,对改性前后的煤样进行瓦斯吸附解吸测试,并通过低温液氮吸附测试和红外光谱测试分析改性前后煤样孔隙结构和表面基团的变化。结果表明:未改性贫煤煤样的饱和吸附量为30.030 mL/g,煤样的Langmuir压力为0.876 MPa,最终解吸率为83.204%,经1、2、4 V/cm 3种电位梯度电化学改性后,煤样的饱和吸附量分别降低为29.239、28.329、26.667 mL/g;Langmuir压力分别升高为0.932、1.042、1.048 MPa;最终解吸率分别提高84.235%、85.541%和87.840%;电位梯度越大,改性后煤样的比表面积越小,平均孔径越大,含氧官能团数量越多,故抑制瓦斯吸附、强化瓦斯解吸的效果越好。
【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(09)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
电化学改性实验装置原理图
改性前后煤样吸附等温线如图2，用式（1）的Langmuir等温吸附方程得到的数据进行拟合，Langmuir参数拟合结果见表3。由图2可知，吸附测试结果采用Langmuir方程拟合度均超过0.99，符合Langmuir模型。经电化学改性后，瓦斯吸附量为方案1>方案2>方案3>方案4，表明随着电位梯度的增大，瓦斯吸附量逐渐降低。由表3可知，原煤的最大饱和吸附量VL为30.030 m L/g；用1 V/cm的电位梯度电化学改性后，VL降至29.239 m L/g，降低了2.63%；用2 V/cm的电位梯度电化学改性后，VL降为28.329 m L/g，降低了5.66%；用4 V/cm的电位梯度电化学改性后，VL降至26.667 m L/g，降低了11.20%。原煤的Langmuir压力pL为0.876 MPa；用1 V/cm的电位梯度电化学改性后为0.932 MPa，增大了6.39%；用2 V/cm的电位梯度电化学改性后变为1.042 MPa，增大了18.95%；用4 V/cm的电位梯度电化学改性后为1.048 MPa，增加了19.63%。
改性前后煤样解吸率随时间变化的曲线如图3，改性前后煤样最终解吸率及扩散系数见表4。由图3可知，瓦斯解吸率为方案1<方案2<方案3<方案4，且达到解吸平衡的时长为方案4>方案3>方案2>方案1，表明当用4 V/cm的电位梯度电化学改性时，解吸率最大，达到解吸平衡的时间最短。由表4可知，原煤的最终解吸率为83.204%，用1、2、4 V/cm的电位梯度电化学改性后，煤样的最终解吸率分别为84.235%、85.541%、87.840%，分别增大了1.24%、2.81%、5.57%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤岩流体电动力学研究进展[J]. 郭俊庆,康天合,康健婷,张惠轩,柴肇云,张彬,张晓雨. 岩石力学与工程学报. 2019(03)
[2]电化学强化无烟煤瓦斯解吸特性及其机理[J]. 郭俊庆,康天合,张惠轩. 煤炭学报. 2018(S1)
[3]吸附瓦斯含量对煤与瓦斯突出的影响与能量分析[J]. 王汉鹏,张冰,袁亮,李清川,李术才,薛俊华,周伟,周杰. 岩石力学与工程学报. 2017(10)
[4]煤分子结构对煤层气吸附与扩散行为的影响[J]. 王宝俊,章丽娜,凌丽霞,章日光. 化工学报. 2016(06)
[5]线性回归方程对煤吸附常数计算的影响[J]. 张宪尚,隆清明,张淑同,李建功. 煤矿安全. 2015(11)
[6]可控微波场对煤体的孔隙结构及瓦斯吸附特性的影响[J]. 胡国忠,黄兴,许家林,秦伟. 煤炭学报. 2015(S2)
[7]液态CO2爆破煤层增透最优钻孔参数研究[J]. 周西华,门金龙,宋东平,李诚玉. 岩石力学与工程学报. 2016(03)
[8]瓦斯气体在煤体爆破损伤断裂过程中的作用机理研究[J]. 褚怀保,王金星,杨小林,余永强,梁为民. 采矿与安全工程学报. 2014(03)
[9]滑脱效应影响的低渗煤层气运移实验研究[J]. 肖晓春,潘一山. 岩土工程学报. 2009(10)
[10]煤岩对压裂裂缝长期导流能力影响的实验研究[J]. 张士诚,牟善波,张劲,王雷. 地质学报. 2008(10)
博士论文
[1]低阶煤的微观结构特征及其对瓦斯吸附解吸的控制机理研究[D]. 李子文.中国矿业大学 2015
本文编号：3420870
【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(09)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
电化学改性实验装置原理图
改性前后煤样吸附等温线如图2，用式（1）的Langmuir等温吸附方程得到的数据进行拟合，Langmuir参数拟合结果见表3。由图2可知，吸附测试结果采用Langmuir方程拟合度均超过0.99，符合Langmuir模型。经电化学改性后，瓦斯吸附量为方案1>方案2>方案3>方案4，表明随着电位梯度的增大，瓦斯吸附量逐渐降低。由表3可知，原煤的最大饱和吸附量VL为30.030 m L/g；用1 V/cm的电位梯度电化学改性后，VL降至29.239 m L/g，降低了2.63%；用2 V/cm的电位梯度电化学改性后，VL降为28.329 m L/g，降低了5.66%；用4 V/cm的电位梯度电化学改性后，VL降至26.667 m L/g，降低了11.20%。原煤的Langmuir压力pL为0.876 MPa；用1 V/cm的电位梯度电化学改性后为0.932 MPa，增大了6.39%；用2 V/cm的电位梯度电化学改性后变为1.042 MPa，增大了18.95%；用4 V/cm的电位梯度电化学改性后为1.048 MPa，增加了19.63%。
改性前后煤样解吸率随时间变化的曲线如图3，改性前后煤样最终解吸率及扩散系数见表4。由图3可知，瓦斯解吸率为方案1<方案2<方案3<方案4，且达到解吸平衡的时长为方案4>方案3>方案2>方案1，表明当用4 V/cm的电位梯度电化学改性时，解吸率最大，达到解吸平衡的时间最短。由表4可知，原煤的最终解吸率为83.204%，用1、2、4 V/cm的电位梯度电化学改性后，煤样的最终解吸率分别为84.235%、85.541%、87.840%，分别增大了1.24%、2.81%、5.57%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤岩流体电动力学研究进展[J]. 郭俊庆,康天合,康健婷,张惠轩,柴肇云,张彬,张晓雨. 岩石力学与工程学报. 2019(03)
[2]电化学强化无烟煤瓦斯解吸特性及其机理[J]. 郭俊庆,康天合,张惠轩. 煤炭学报. 2018(S1)
[3]吸附瓦斯含量对煤与瓦斯突出的影响与能量分析[J]. 王汉鹏,张冰,袁亮,李清川,李术才,薛俊华,周伟,周杰. 岩石力学与工程学报. 2017(10)
[4]煤分子结构对煤层气吸附与扩散行为的影响[J]. 王宝俊,章丽娜,凌丽霞,章日光. 化工学报. 2016(06)
[5]线性回归方程对煤吸附常数计算的影响[J]. 张宪尚,隆清明,张淑同,李建功. 煤矿安全. 2015(11)
[6]可控微波场对煤体的孔隙结构及瓦斯吸附特性的影响[J]. 胡国忠,黄兴,许家林,秦伟. 煤炭学报. 2015(S2)
[7]液态CO2爆破煤层增透最优钻孔参数研究[J]. 周西华,门金龙,宋东平,李诚玉. 岩石力学与工程学报. 2016(03)
[8]瓦斯气体在煤体爆破损伤断裂过程中的作用机理研究[J]. 褚怀保,王金星,杨小林,余永强,梁为民. 采矿与安全工程学报. 2014(03)
[9]滑脱效应影响的低渗煤层气运移实验研究[J]. 肖晓春,潘一山. 岩土工程学报. 2009(10)
[10]煤岩对压裂裂缝长期导流能力影响的实验研究[J]. 张士诚,牟善波,张劲,王雷. 地质学报. 2008(10)
博士论文
[1]低阶煤的微观结构特征及其对瓦斯吸附解吸的控制机理研究[D]. 李子文.中国矿业大学 2015
本文编号：3420870
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