中高階煙煤對甲烷的吸附-解吸特征研究.pdf

1、一直以來，人們都比較重視煤層氣吸附特征的研究。隨著煤層氣工業(yè)的形成，煤層氣開采遇到了許多問題，人們才逐漸把焦點(diǎn)集中在煤層氣解吸特征的研究上。中高階煙煤變質(zhì)程度較高、含氣量大，是煤層氣開發(fā)的優(yōu)選區(qū)，所以筆者從我國中高階煙煤礦區(qū)采集了20個(gè)煤樣，以期獲得該變質(zhì)階段的煤的吸附/解吸特征。
　　 煤的孔隙結(jié)構(gòu)是煤具有吸附甲烷特性的直接原因，物質(zhì)成分是孔隙結(jié)構(gòu)的載體，因此它是間接原因；要想弄清楚煤對甲烷的吸附/解吸特征，就要對這兩方面的因

2、素進(jìn)行全面分析。本文對煤樣進(jìn)行了顯微煤巖成分構(gòu)成、工業(yè)成分構(gòu)成等煤樣物質(zhì)成分方面的鑒定；通過液氮吸附實(shí)驗(yàn)、壓汞實(shí)驗(yàn)等方法測量了孔徑、孔容、孔比表面積、孔隙度等煤樣孔隙結(jié)構(gòu)方面的特征；利用高壓容量法對煤樣進(jìn)行了吸附/解吸實(shí)驗(yàn)，獲得了吸附過程與解吸過程中過剩吸附量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并按照質(zhì)量守恒原理對過剩吸附量進(jìn)行了校正，得到了校正吸附量(絕對吸附量的近似值)。
　　 筆者將Langmuir 吸附式加以改造后，將其命名為Langmuir

3、解吸式。本文用Langmuir吸附式來擬合吸附過程的數(shù)據(jù)，用Langmuir 解吸式來擬合解吸過程的數(shù)據(jù)，吸附數(shù)據(jù)與解吸數(shù)據(jù)擬合結(jié)果的相關(guān)系數(shù)的平方R 2 都達(dá)到99[％]以上。筆者在Langmuir 解吸式的基礎(chǔ)上，提出了理論解吸殘余量c、理論解吸率η、理論解吸殘余率1-η的概念。筆者詳細(xì)分析了煤樣的物質(zhì)成分和孔隙結(jié)構(gòu)對Langmuir體積VL和理論解吸殘余量c的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在中高階煙煤中，煤的變質(zhì)程度、鏡質(zhì)組含量、固定碳含量、微