颗粒煤负压解吸扩散特征参数研究

发布时间：2021-11-27 04:20

　　为了研究颗粒煤负压解吸扩散特征参数,采用自制颗粒煤瓦斯负压解吸实验系统,模拟负压取样过程初期负压阶段瓦斯解吸扩散规律,研究颗粒煤不同吸附平衡压力（0.5、0.74、1MPa）在不同负压（-40、-50、-60 kPa）下解吸扩散规律,并基于第三类边界条件经典扩散模型分析了颗粒煤瓦斯负压解吸扩散特征参数。研究结果表明:负压环境下颗粒煤瓦斯极限瓦斯解吸量随着环境负压值的增大而增加,随着吸附平衡压力的升高极限瓦斯解吸量的增幅变小;同一吸附平衡压力下,随着负压值的增大,传质毕欧准数和传质傅立叶准数随之增大,负压值越大颗粒煤外部对流传质阻力越小,扩散场扰动波及的深度越深入煤粒内部;同一吸附平衡压力下扩散系数随着负压值的增大而增大,同一负压值下随着吸附平衡压力的增大而减小,负压值增大改变了瓦斯解吸动力学参数,加快了瓦斯解吸扩散。 

【文章来源】：煤矿安全. 2020,51(10)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

瓦斯负压解吸实验系统

在实验过程中煤样罐保持30°C恒温，颗粒煤经历120 s的解吸扩散，测量颗粒煤不同吸附平衡压力（0.5、0.74、1 MPa）在不同负压（-40、-50、-60k Pa）下瓦斯解吸扩散数据并绘制曲线，不同负压下颗粒煤解吸曲线如图2。图2表明颗粒煤中的瓦斯解吸量在同一吸附平衡压力下随着负压的增加而增加，随着吸附平衡压力的升高120 s内可解吸的瓦斯也随之增多。2 实验结果

式中：Q为初始总瓦斯含量，cm3/g;a、b为吸附常数；p为吸附平衡压力，MPa;Aad为干燥基灰分，%；Mad为水分，%；φ为孔隙率；ρ为煤视密度，g/cm3;tw为平衡温度，℃。颗粒煤瓦斯解吸环境并非常压状态，因此在求解Q∞时，Qa中的压力p应为相对于大气压力的解吸环境负压值，在常压状态下解吸煤样在0.5、0.74、1 MPa下，极限瓦斯解吸量分别为4.896、7.098、9.065 m L/g。由表1可知，在-40、-50、-60 k Pa不同负压环境下，0.5 MPa对应的极限瓦斯解吸量分别增加了12.36%、15.54%、18.75%;0.74 MPa对应的极限瓦斯解吸量分别增加了8.54%、10.72%、12.93%;1 MPa对应的极限瓦斯解吸量分别增加了6.69%、8.39%、10.13%；随着吸附平衡压力的升高极限瓦斯解吸量的增幅变小。

【参考文献】：
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本文编号：3521548