煤样吸附/解吸过程中表面各点温度变化特征研究

发布时间：2024-02-27 15:42

　　经济发展迅速的现代文明对能源的需求越来越大,传统的石油、煤炭等资源日益枯竭,而太阳能、风能等新兴能源供应不足,发展制约条件多。煤层气作为一种清洁型能源,受到越来越多的关注,开发煤层气资源具有诸多益处。煤层气是一种与煤炭伴生的矿产资产,也称作瓦斯,主要成分为甲烷,遇明火易燃,是煤矿井下开采事故频发的一大诱因。甲烷对温室效应的影响是二氧化碳的20多倍,随意排放,又会加剧温室效应,进一步危害环境。提前抽采煤层气可以降低煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸等事故的发生概率。同时,煤层气作为一种清洁能源,具有热值高、燃烧后无污染的特点。我国煤层气资源丰富,合理抽采煤层气,高效利用煤层气资源可以有效解决资源分布不均,资源不足等问题。煤层气的赋存受到煤岩显微组分、煤阶、储层压力及水分等诸多因素的影响,在地理分布上表现出不均性。煤体储存瓦斯含量与煤体吸附瓦斯能力有关,吸附过程中会有吸附热的产生。本文利用红外热成像原理,从温度的角度对煤吸附/解吸瓦斯的特征进行研究,并主要得出以下结论:(1)无烟煤和贫煤在吸附开始时,温度会先快速上升,随后在某个温度范围内保持稳定;解吸开始时,温度会大幅度下降,随后下降速率变缓,并在某...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 煤中瓦斯赋存特征的研究进展
        1.2.2 煤体吸附热的研究进展
        1.2.3 温度和压力作用下煤体吸附/解吸研究进展
    1.3 本文主要研究内容和方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法与技术路线
第二章 煤体吸附/解吸热效应
    2.1 煤吸附/解吸瓦斯机理
    2.2 煤吸附瓦斯吸附热机理
        2.2.1 吸附热
        2.2.2 吸附热产生机理
        2.2.3 不同气体吸附热的大小比较
        2.2.4 吸附热理论分析
    2.3 红外热成像测温机理
        2.3.1 红外辐射
        2.3.2 红外辐射基本定律
        2.3.3 红外热像仪的测温原理
    2.4 本章小结
第三章 煤体吸附/解吸温度变化实验
    3.1 实验系统
        3.1.1 煤体吸附/解吸温度测定实验
        3.1.2 煤吸附瓦斯含量测定实验
    3.2 煤样制取与实验过程
        3.2.1 煤样制取
        3.2.2 实验方案
        3.2.3 实验过程
    3.3 吸附/解吸温度变化实验结果
        3.3.1 四种吸附压力下无烟煤温度变化结果
        3.3.2 四种吸附压力下贫煤温度变化结果
    3.4 吸附/解吸过程温度变化规律
        3.4.1 贫煤吸附/解吸过程温度变化规律
        3.4.2 无烟煤吸附/解吸过程温度变化规律
    3.5 本章小结
第四章 煤中各点温度变化与吸附量相关性分析
    4.1 温度与吸附量变化特征分析
        4.1.1 同一煤样，不同吸附压力下温度变化特征
        4.1.2 同一煤样，不同压力吸附量变化规律
        4.1.3 同一压力，不同煤样温度变化特征
        4.1.4 同一压力，不同煤样吸附量变化规律
    4.2 平面区域内煤吸附/解吸瓦斯非均匀特性
        4.2.1 温度变化非均匀特性
        4.2.2 温度区间分布变化规律
        4.2.3 平面区域温度变化定量分析
    4.3 温度与吸附量相关性研究的工业应用
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文与参加的科研项目



本文编号：3912691