基于低温氮吸附法的煤微观孔隙实验研究

发布时间：2023-04-30 04:29

　　煤的孔隙结构用来表征瓦斯的赋存状态,对解决高瓦斯矿井抽采问题具有重要意义。本文利用ASAP 2020型物理化学吸附仪对10个不同变质程度的煤进行低温氮吸附实验,运用Langmuir、BET、Freundlich、DFT等吸附模型,分析煤的微观孔隙结构。传统吸附模型分析得到,吸附常数a、b随着变质程度的增加而增大,吸附常数C、m、煤的总比表面积与孔体积随变质程度的变化无明显规律。DFT吸附模型分析得到,随着变质程度的增加,煤的孔径由过渡孔向微孔发育,微孔孔体积百分比呈增大趋势,煤的表面能更加复杂;微孔为煤样提供较大的比表面积,决定煤的吸附能力。吸附模型拟合数据与实验数据之间的相关度,得到DFT吸附模型在分析0～0.995之间的相对压力时更加可靠。研究煤的微观孔隙结构分析其吸附能力、吸附量的大小,从而得到气体赋存状态与孔隙结构的关系,进一步为高瓦斯矿井抽采提供理论依据。

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 论文的背景及意义
        1.1.1 论文的研究背景
        1.1.2 论文的研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 物理吸附理论研究现状
        1.2.2 煤孔隙特征研究现状
    1.3 论文研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法及技术路线
2 气-固吸附理论
    2.1 Langmuir吸附理论
    2.2 BET吸附理论
    2.3 Freundlich吸附理论
    2.4 密度泛函理论
    2.5 煤的孔隙分类方法
3 煤样低温氮吸附实验
    3.1 实验设备
    3.2 煤样制备及预处理
        3.2.1 煤样采集
        3.2.2 样品制备
        3.2.3 煤样工业分析
        3.2.4 煤样的坚固性系数和放散特性的测定
    3.3 煤样实验文件
    3.4 实验过程
        3.4.1 脱气准备
        3.4.2 准备分析阶段
        3.4.3 分析阶段
        3.4.4 分析结束阶段
    3.5 煤样吸附等温线
    3.6 仪器设备准确性分析
4 低温氮吸附实验数据分析
    4.1 Langmuir模型分析
    4.2 BET模型分析
    4.3 Freundlich模型分析
    4.4 吸附模型孔体积与比表面积
        4.4.1 孔体积
        4.4.2 比表面积
    4.5 密度泛函理论分析
        4.5.1 DFT吸附等温线
        4.5.2 煤样孔径分布
        4.5.3 煤样孔体积
        4.5.4 煤样表面能分布
        4.5.5 煤样比表面积
结论
展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3806422