不同变质程度煤岩吸附特性及其热力学变化规律研究

发布时间：2024-03-22 01:30

　　煤中吸附的甲烷含量可以占到总吸附量80-90%以上,了解煤中的甲烷吸附不仅有利于提高煤层气的采收率,而且对煤与甲烷同时开采具有重要的指导意义。影响煤对甲烷吸附能力的因素较多,其中煤变质程度对煤的吸附特性影响较大。本文通过选取不同变质程度煤岩进行等温吸附实验,结合吸附热和吸附势理论获取煤岩的热动力变化规律,并建立相应的等温吸附曲线预测模型。本文对8组不同变质程度煤样进行基础物性分析,镜质体反射率R_o,m值处于0.48-2.59%之间。由低温液氮吸附回线形态可知低阶煤主要包含开放性孔,中阶煤以一端封闭的不透气孔为主,高阶煤以细瓶颈型孔和狭缝孔为主。通过傅里叶红外光谱测试得到随着煤阶的升高,脂肪链长度先增加后缩小,脂肪类小分子和含氧官能团不断脱落,芳香环缩聚程度增加。基于微孔填充(D-A和D-R模型)、Freundlich吸附和Langmuir单层吸附理论,评价煤对甲烷的吸附过程。吸附模型关联度由高到低为:D-A模型>Langmuir模型>D-R模型>Freundlich模型,表明煤对甲烷的吸附不是单纯的单分子层吸附,更大量存在微孔填充现象或者多分子层...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1甲烷吸附模型示意图（a，Langmuir单分子层吸附模型；b，BET多分子层吸附模型；c，微孔填充理论）

绪论6图1-1甲烷吸附模型示意图（a，Langmuir单分子层吸附模型；b，BET多分子层吸附模型；c，微孔填充理论）前人在吸附理论方面建立了多种模型且不同的吸附模型之间差异较大，但共同的是基本都考虑了界面的剩余力场理论。界面两侧物质的不均一性导致吸附剂表面分子受力不平衡，产生剩....

图1-2技术路线图

绪论14图1-2技术路线图1.4完成工作量及研究成果在完成国内外大量文献调研工作的基础上，设计并确定了实验方案和技术路线。通过多种实验技术手段分析得到不同煤阶煤的物理及化学结构具有差异性，基于此，开展不同煤阶煤吸附特性及其热动力学变化规律研究工作。并且基于吸附热和吸附势理论，进行....

图2-1实验煤样取样位置分布图

不同变质程度煤岩煤质基础特性研究16图2-1实验煤样取样位置分布图表2-1煤样基础数据测定表煤样编号工业分析与元素分析结果(%)显微组分含量（%）Ro,m(%)水分煤阶Mad灰分Aad挥发分Vdaf固定碳FCad镜质组V惰质组I壳质组LST2.9215.9241.9547.116....

图2-2煤岩显微照片（a，ST；b，BP；c，ML；d，LL-1；e，HEXH；f，YQ）

中国地质大学（北京）硕士学位论文17图2-2煤岩显微照片（a，ST；b，BP；c，ML；d，LL-1；e，HEXH；f，YQ）2.2煤样傅里叶红外光谱分析（FTIR）傅里叶红外光谱测试主要依照表面分子红外光谱图来识别煤表面分子官能团的种类和含量。煤中主要包含三种类型官能团：甲基等....

本文编号：3934428