煤储层的吸附/脱附特性及其在超临界CO 2 作用下演化机理研究
发布时间：2021-10-26 13:46
煤层气是一种矿井灾害气体,也是一种清洁高效的非常规天然气。同时,化石能源在燃烧过程中释放大量二氧化碳（CO2）,加剧了全球温室效应。将CO2注入深部不可采煤层不仅能实现其地质封存,而且能达到煤层气增产的目的（CO2-enhanced coalbed methane recovery,CO2-ECBM）。CO2-ECBM的机理是甲烷（CH4）与CO2在煤储层中的竞争吸附,CO2分子具有较强的吸附能力并可将煤基质中吸附态的CH4分子驱替出来。煤储层的组成、有机结构和孔结构特征是CH4和CO2吸附/脱附特性的决定性因素。因此,研究煤储层的组成和结构特征及其对CH4和CO2的吸附/脱附特性的影响对评估CO2-ECBM技术的可行性具有指导意义。封存在煤储层中的CO2处于超...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
煤储层中孔结构的类型：(a)孔的连通性；(b)孔的形状
图 1.2 吸附等温线的影响因素及用途Fig. 1.2 The properties and use of the adsorption isotherm温线与吸附理论与气体或者吸附溶液之间发生的一种界面现象。I物质在固体表面富集的现象。具有吸附能力的固液体）定义为吸附质，吸附质分子脱离吸附剂的过吸附可分为物理吸附和化学吸附。在化学吸附中连接，吸附热介于 60~4000 kJ/mole，且通常为单吸附质分子与吸附剂表面的范德华力（van der Waon 色散力、偶极子作用、四极子作用、静电力。非散力。物理吸附的吸附热一般介于 8~40 kJ/mole，子层吸附。物理吸附与化学吸附的本质区别在是二者的对比分析见表 1.2。
图 1.3 吸附等温线的六种类型[73]Fig. 1.3 The six types of adsorption isotherms[73]等温吸附模型一般是出于某种或某些假设，对一种或几种吸附等温线进行，并建立吸附等温式。由于吸附质和吸附剂的多样性，得出一种能解释所有现象的等温吸附模型是不现实的。目前公认的物理吸附模型按假设条件不同为四类：第一类模型从吸附引起固-气界面能降低的角度出发，考察单位吸附平衡压力的关系；第二类模型认为吸附是一个动态平衡的过程，吸附是气相与吸附相分子交换的过程；第三类模型认为吸附剂表面存在吸附势场，气体进入场中就会被吸附；第四类模型从毛细凝结理论出发，认为气体分子在吸孔隙中的凹液面凝聚而发生吸附作用[106]。 Henry 定律当压力很低时，吸附量很小，吸附质的分子间力可以忽略。此时，吸附剂的吸附势能比较小，被吸附的气体分子可以在固体表面做二维运动，吸附量力成正比，吸附量随平衡压力的变化符合 Henry 定律，其表达式如公式 1.1 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]低阶煤吸附孔特征及分形表征[J]. 周三栋,刘大锰,蔡益栋,姚艳斌,焦永艳,任世君. 石油与天然气地质. 2018(02)
[2]煤的元素分析种类以及与煤质的关系[J]. 杨筝. 化工管理. 2018(05)
[3]中美煤层气资源分布特征和开发现状对比及启示[J]. 李登华,高煖,刘卓亚,昝昕,郑志红,贾君,吴家萍. 煤炭科学技术. 2018(01)
[4]煤层气开采关键地质影响因素[J]. 冯立杰,贾依帛,岳俊举,王金凤. 石油与天然气地质. 2017(06)
[5]不同煤级煤的微孔介孔演化特征及其成因[J]. 侯锦秀,王宝俊,张玉贵,张进春. 煤田地质与勘探. 2017(05)
[6]中国煤层气开发利用现状及技术进展[J]. 周加佳. 石油化工应用. 2017(05)
[7]不同变质程度煤吸附能力影响因素研究[J]. 张凯,汤达祯,陶树,刘彦飞,陈世达. 煤炭科学技术. 2017(05)
[8]煤吸附甲烷能力对温度压力变化的响应特性[J]. 马向攀,王兆丰,任浩洋. 煤矿安全. 2016(12)
[9]煤与瓦斯突出关键结构体致灾机制[J]. 舒龙勇,王凯,齐庆新,樊少武,张浪,范喜生. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[10]注CO2提高煤层气采收率及CO2封存技术[J]. 张春杰,申建,秦勇,叶建平,张兵. 煤炭科学技术. 2016(06)
博士论文
[1]ScCO2与煤中有机质作用及其孔隙结构响应的实验研究[D]. 王恬.中国矿业大学 2018
[2]CO2-ECBM中煤储层结构对CH4和CO2吸附/解吸影响的研究[D]. 李伟.太原理工大学 2018
[3]构造煤地质—地球物理综合响应及其判识模型[D]. 陈红东.中国矿业大学 2017
[4]超临界CO2与有机溶剂混合萃取及改质煤的研究[D]. 孙晔.华东理工大学 2016
[5]CO2地质储存煤储层结构演化与元素迁移的模拟实验研究[D]. 刘长江.中国矿业大学 2010
硕士论文
[1]煤的超临界CO2混合溶剂萃取过程及萃余煤气化特性研究[D]. 冯婷婷.华东理工大学 2013
[2]煤孔径结构以及表面特性对煤吸附甲烷性能影响的研究[D]. 谢建林.太原理工大学 2004
本文编号：3459612
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
煤储层中孔结构的类型：(a)孔的连通性；(b)孔的形状
图 1.2 吸附等温线的影响因素及用途Fig. 1.2 The properties and use of the adsorption isotherm温线与吸附理论与气体或者吸附溶液之间发生的一种界面现象。I物质在固体表面富集的现象。具有吸附能力的固液体）定义为吸附质，吸附质分子脱离吸附剂的过吸附可分为物理吸附和化学吸附。在化学吸附中连接，吸附热介于 60~4000 kJ/mole，且通常为单吸附质分子与吸附剂表面的范德华力（van der Waon 色散力、偶极子作用、四极子作用、静电力。非散力。物理吸附的吸附热一般介于 8~40 kJ/mole，子层吸附。物理吸附与化学吸附的本质区别在是二者的对比分析见表 1.2。
图 1.3 吸附等温线的六种类型[73]Fig. 1.3 The six types of adsorption isotherms[73]等温吸附模型一般是出于某种或某些假设，对一种或几种吸附等温线进行，并建立吸附等温式。由于吸附质和吸附剂的多样性，得出一种能解释所有现象的等温吸附模型是不现实的。目前公认的物理吸附模型按假设条件不同为四类：第一类模型从吸附引起固-气界面能降低的角度出发，考察单位吸附平衡压力的关系；第二类模型认为吸附是一个动态平衡的过程，吸附是气相与吸附相分子交换的过程；第三类模型认为吸附剂表面存在吸附势场，气体进入场中就会被吸附；第四类模型从毛细凝结理论出发，认为气体分子在吸孔隙中的凹液面凝聚而发生吸附作用[106]。 Henry 定律当压力很低时，吸附量很小，吸附质的分子间力可以忽略。此时，吸附剂的吸附势能比较小，被吸附的气体分子可以在固体表面做二维运动，吸附量力成正比，吸附量随平衡压力的变化符合 Henry 定律，其表达式如公式 1.1 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]低阶煤吸附孔特征及分形表征[J]. 周三栋,刘大锰,蔡益栋,姚艳斌,焦永艳,任世君. 石油与天然气地质. 2018(02)
[2]煤的元素分析种类以及与煤质的关系[J]. 杨筝. 化工管理. 2018(05)
[3]中美煤层气资源分布特征和开发现状对比及启示[J]. 李登华,高煖,刘卓亚,昝昕,郑志红,贾君,吴家萍. 煤炭科学技术. 2018(01)
[4]煤层气开采关键地质影响因素[J]. 冯立杰,贾依帛,岳俊举,王金凤. 石油与天然气地质. 2017(06)
[5]不同煤级煤的微孔介孔演化特征及其成因[J]. 侯锦秀,王宝俊,张玉贵,张进春. 煤田地质与勘探. 2017(05)
[6]中国煤层气开发利用现状及技术进展[J]. 周加佳. 石油化工应用. 2017(05)
[7]不同变质程度煤吸附能力影响因素研究[J]. 张凯,汤达祯,陶树,刘彦飞,陈世达. 煤炭科学技术. 2017(05)
[8]煤吸附甲烷能力对温度压力变化的响应特性[J]. 马向攀,王兆丰,任浩洋. 煤矿安全. 2016(12)
[9]煤与瓦斯突出关键结构体致灾机制[J]. 舒龙勇,王凯,齐庆新,樊少武,张浪,范喜生. 岩石力学与工程学报. 2017(02)
[10]注CO2提高煤层气采收率及CO2封存技术[J]. 张春杰,申建,秦勇,叶建平,张兵. 煤炭科学技术. 2016(06)
博士论文
[1]ScCO2与煤中有机质作用及其孔隙结构响应的实验研究[D]. 王恬.中国矿业大学 2018
[2]CO2-ECBM中煤储层结构对CH4和CO2吸附/解吸影响的研究[D]. 李伟.太原理工大学 2018
[3]构造煤地质—地球物理综合响应及其判识模型[D]. 陈红东.中国矿业大学 2017
[4]超临界CO2与有机溶剂混合萃取及改质煤的研究[D]. 孙晔.华东理工大学 2016
[5]CO2地质储存煤储层结构演化与元素迁移的模拟实验研究[D]. 刘长江.中国矿业大学 2010
硕士论文
[1]煤的超临界CO2混合溶剂萃取过程及萃余煤气化特性研究[D]. 冯婷婷.华东理工大学 2013
[2]煤孔径结构以及表面特性对煤吸附甲烷性能影响的研究[D]. 谢建林.太原理工大学 2004
本文编号：3459612
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