微波对煤体孔隙结构及瓦斯吸附特性影响的实验研究
发布时间：2022-01-06 08:37
煤层瓦斯开发利用是提高煤炭资源利用率,解决瓦斯灾害及瓦斯污染的重要因素。瓦斯作为一种清洁高效的能源,对于能源需求急剧增长的今天具有极大的影响。随着瓦斯开发利用技术的发展,微波被提出用于煤层增透及瓦斯解吸等瓦斯开发利用领域。为了研究微波作用对于煤体孔隙结构及对气体吸附能力的影响及作用机理,找出其中的内在机理,本文选取不同煤种制成煤粉作为研究对象,率先对微波设备的作用特性及比表面积测定仪的适用性进行分析,然后利用微波设备对实验过程中确定的五种煤样进行不同微波功率及作用时间的微波预处理,利用快速比表面积测定仪测定处理后煤样的比表面积数据,最后在自己搭建的简易吸附平台上进行低压氮气吸附实验。通过对实验数据的对比分析,找出比表面积变化与煤样吸附特性变化之间的联系,综合探讨阐述微波作用对于煤体孔隙结构及吸附能力影响的机理,根据实验分析主要得到了以下结论:（1）针对实验用的微波设备,功率和时间是影响煤在微波设备中升温效果的主要因素。相同时间下,微波功率越大,煤样的升温速度越快;在相同功率条件下,煤样的温度变化随时间皆呈快速升温、缓慢升温、趋于稳定“三阶段”变化趋势,但是温度区间的划分还是与微波功率有...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 微波技术在煤炭领域的应用
1.2.2 微波技术对煤结构改变的研究现状
1.2.3 微波对煤瓦斯吸附性能影响的研究现状
1.3 主要研究思路和方法
1.4 技术路线
第二章 课题研究相关基础理论
2.1 煤体孔隙结构的基础理论
2.1.1 孔隙分类标准
2.1.2 孔隙表征手段
2.2 瓦斯吸附理论的基础研究
2.2.1 几种基础吸附模型
2.2.2 影响瓦斯吸附的主要因素
2.3 煤在微波中的响应机理
2.3.1 微波加热原理
2.3.2 煤的介电特性
2.4 本章小结
第三章 试验设备及煤样制取
3.1 实验设备
3.1.1 微波试验设备及原理
3.1.2 比表面积测试仪及原理
3.1.3 其他设备
3.2 设备特性分析
3.2.1 快速比表面仪的测量特性
3.2.2 微波设备的作用特性分析
3.3 煤样的制备及相关性质
3.3.1 实验煤样的选取
3.3.2 原煤的工业分析
3.4 本章小结
第四章 微波作用下煤体孔裂隙结构变化的实验研究
4.1 微波结构损伤机理
4.2 实验内容
4.3 实验结果分析
4.3.1 比表面积随功率的变化规律
4.3.2 比表面积随微波作用时间的变化规律
4.3.3 比表面积随含水状态的变化规律
4.3.4 比表面积变化程度与煤阶的关系
4.4 本章小结
第五章 微波场下瓦斯吸附规律变化实验研究
5.1 实验原理及方法
5.2 实验结果分析
5.2.1 功率对吸附规律的影响
5.2.2 时间对吸附规律的影响
5.2.3 水分对吸附规律的影响
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]微波辐射下煤体孔裂隙结构演化特性[J]. 李贺,林柏泉,洪溢都,杨威,刘统,黄展博,王瑞. 中国矿业大学学报. 2017(06)
[2]锡盟褐煤微波干燥特性实验研究[J]. 易宁彤,黄志辉,陈瑞启,朱洁丰,刘建忠. 热力发电. 2017(10)
[3]沁水盆地煤层气井压裂效果评估研究[J]. 陈峥嵘,刘书杰,冯桓榰,彭成勇. 煤炭科学技术. 2017(09)
[4]微波对褐煤提质干燥技术的研究现状及展望[J]. 马洪业,刘晨辉,张利波,彭金辉,林国. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2017(04)
[5]注热CO2驱替增产煤层气试验研究[J]. 黎力,梁卫国,李治刚,贺伟. 煤炭学报. 2017(08)
[6]低中煤级构造煤超临界甲烷吸附特性及吸附模型适用性[J]. 宋昱,姜波,李明,刘杰刚,刘和武. 煤炭学报. 2017(08)
[7]微波干燥褐煤复吸特性研究[J]. 杨蛟洋,朱林丰. 煤炭工程. 2017(07)
[8]煤层注N2促排瓦斯时效性实验研究[J]. 陈立伟,杨天鸿,杨宏民,冯朝阳. 东北大学学报(自然科学版). 2017(07)
[9]声场作用下煤储层渗透性试验研究[J]. 姜永东,李业,崔悦震,阳兴洋. 煤炭学报. 2017(S1)
[10]高惰质组煤微波诱导裂纹特征的研究[J]. 李振,付艳红,周安宁,朱子祺,杨超,刘莉君,于伟. 煤炭学报. 2017(S1)
博士论文
[1]微波辐射下煤体的温升特性及孔隙结构改性增渗研究[D]. 洪溢都.中国矿业大学 2017
[2]褐煤微波干燥和热解提质的机理研究[D]. 周凡.浙江大学 2016
[3]高硫炼焦煤微波介电特性及脱硫机理研究[D]. 刘松.安徽理工大学 2016
[4]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
硕士论文
[1]高硫炼焦煤微波脱硫实验研究[D]. 姜锋.安徽理工大学 2015
[2]微波辐照颗粒煤瓦斯吸附改性的实验研究[D]. 代少华.河南理工大学 2015
[3]褐煤微波干燥及水分迁移特性试验研究[D]. 姚连升.山东大学 2015
[4]低渗透煤层气注热开采及其渗透规律研究[D]. 李志伟.太原理工大学 2015
[5]微波场作用对煤的瓦斯吸附解吸特性影响的实验研究[D]. 黄兴.中国矿业大学 2015
[6]微波预处理对炼焦中煤解离及浮选行为的影响研究[D]. 朱向楠.中国矿业大学 2014
[7]微波煤脱硫的关键技术研究[D]. 夏支仙.电子科技大学 2014
[8]华亭煤的微波辅助分级抽提的实验研究[D]. 张瑜.西安科技大学 2013
[9]神府煤煤岩组分浮选工艺及动力学研究[D]. 宫亮.西安科技大学 2013
[10]煤岩多孔材料的显微结构特征和吸附性研究[D]. 胡新星.成都理工大学 2011
本文编号：3572130
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 微波技术在煤炭领域的应用
1.2.2 微波技术对煤结构改变的研究现状
1.2.3 微波对煤瓦斯吸附性能影响的研究现状
1.3 主要研究思路和方法
1.4 技术路线
第二章 课题研究相关基础理论
2.1 煤体孔隙结构的基础理论
2.1.1 孔隙分类标准
2.1.2 孔隙表征手段
2.2 瓦斯吸附理论的基础研究
2.2.1 几种基础吸附模型
2.2.2 影响瓦斯吸附的主要因素
2.3 煤在微波中的响应机理
2.3.1 微波加热原理
2.3.2 煤的介电特性
2.4 本章小结
第三章 试验设备及煤样制取
3.1 实验设备
3.1.1 微波试验设备及原理
3.1.2 比表面积测试仪及原理
3.1.3 其他设备
3.2 设备特性分析
3.2.1 快速比表面仪的测量特性
3.2.2 微波设备的作用特性分析
3.3 煤样的制备及相关性质
3.3.1 实验煤样的选取
3.3.2 原煤的工业分析
3.4 本章小结
第四章 微波作用下煤体孔裂隙结构变化的实验研究
4.1 微波结构损伤机理
4.2 实验内容
4.3 实验结果分析
4.3.1 比表面积随功率的变化规律
4.3.2 比表面积随微波作用时间的变化规律
4.3.3 比表面积随含水状态的变化规律
4.3.4 比表面积变化程度与煤阶的关系
4.4 本章小结
第五章 微波场下瓦斯吸附规律变化实验研究
5.1 实验原理及方法
5.2 实验结果分析
5.2.1 功率对吸附规律的影响
5.2.2 时间对吸附规律的影响
5.2.3 水分对吸附规律的影响
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]微波辐射下煤体孔裂隙结构演化特性[J]. 李贺,林柏泉,洪溢都,杨威,刘统,黄展博,王瑞. 中国矿业大学学报. 2017(06)
[2]锡盟褐煤微波干燥特性实验研究[J]. 易宁彤,黄志辉,陈瑞启,朱洁丰,刘建忠. 热力发电. 2017(10)
[3]沁水盆地煤层气井压裂效果评估研究[J]. 陈峥嵘,刘书杰,冯桓榰,彭成勇. 煤炭科学技术. 2017(09)
[4]微波对褐煤提质干燥技术的研究现状及展望[J]. 马洪业,刘晨辉,张利波,彭金辉,林国. 昆明理工大学学报(自然科学版). 2017(04)
[5]注热CO2驱替增产煤层气试验研究[J]. 黎力,梁卫国,李治刚,贺伟. 煤炭学报. 2017(08)
[6]低中煤级构造煤超临界甲烷吸附特性及吸附模型适用性[J]. 宋昱,姜波,李明,刘杰刚,刘和武. 煤炭学报. 2017(08)
[7]微波干燥褐煤复吸特性研究[J]. 杨蛟洋,朱林丰. 煤炭工程. 2017(07)
[8]煤层注N2促排瓦斯时效性实验研究[J]. 陈立伟,杨天鸿,杨宏民,冯朝阳. 东北大学学报(自然科学版). 2017(07)
[9]声场作用下煤储层渗透性试验研究[J]. 姜永东,李业,崔悦震,阳兴洋. 煤炭学报. 2017(S1)
[10]高惰质组煤微波诱导裂纹特征的研究[J]. 李振,付艳红,周安宁,朱子祺,杨超,刘莉君,于伟. 煤炭学报. 2017(S1)
博士论文
[1]微波辐射下煤体的温升特性及孔隙结构改性增渗研究[D]. 洪溢都.中国矿业大学 2017
[2]褐煤微波干燥和热解提质的机理研究[D]. 周凡.浙江大学 2016
[3]高硫炼焦煤微波介电特性及脱硫机理研究[D]. 刘松.安徽理工大学 2016
[4]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
硕士论文
[1]高硫炼焦煤微波脱硫实验研究[D]. 姜锋.安徽理工大学 2015
[2]微波辐照颗粒煤瓦斯吸附改性的实验研究[D]. 代少华.河南理工大学 2015
[3]褐煤微波干燥及水分迁移特性试验研究[D]. 姚连升.山东大学 2015
[4]低渗透煤层气注热开采及其渗透规律研究[D]. 李志伟.太原理工大学 2015
[5]微波场作用对煤的瓦斯吸附解吸特性影响的实验研究[D]. 黄兴.中国矿业大学 2015
[6]微波预处理对炼焦中煤解离及浮选行为的影响研究[D]. 朱向楠.中国矿业大学 2014
[7]微波煤脱硫的关键技术研究[D]. 夏支仙.电子科技大学 2014
[8]华亭煤的微波辅助分级抽提的实验研究[D]. 张瑜.西安科技大学 2013
[9]神府煤煤岩组分浮选工艺及动力学研究[D]. 宫亮.西安科技大学 2013
[10]煤岩多孔材料的显微结构特征和吸附性研究[D]. 胡新星.成都理工大学 2011
本文编号：3572130
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/anquangongcheng/3572130.html
