大佛寺4号煤等量吸附热分析下载

weixin_39821526 2020-10-01 08:00:32
为探讨低阶煤煤层气吸附/解吸特征,对大佛寺4号煤进行多温度点的空气干燥基煤样和平衡水样吸附/解吸实验。根据实验结果绘制等量吸附线,由Clausius-Clapeyron方程计算得到升压(吸附)与降压(解吸)过程的吸附热。计算结果表明:平衡水煤样的等量吸附热小于空气干燥基煤样的等量吸附热,说明水分的存在不利于煤层气吸附;在相同吸附量下,降压过程吸附热大于升压过程吸附热,吸附过程中放出的热量不能满足解吸过程中所需的热量。从热力学角度分析了水分对甲烷吸附量的影响以及煤层气解吸滞后于吸附的原因。因此,在实际排采中应考虑到解吸滞后效应的影响,合理制定排采工作制度。
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为研究低阶中含水率对不同宏观岩类型甲烷吸附/解吸的影响,采集大佛寺井田延安组4样品并分离光亮与暗淡样品,分别采用液氮吸附、扫描电镜、接触角测定以及等温吸附/解吸等试验手段,分析样的物质组成、孔隙结构特征、润湿性特征、吸附/解吸等特征;并基于等量吸附、表面自由能等力学参数计算结果,从能量角度分析低阶中不同宏观岩类型的润湿性对甲烷吸附/解吸特征的影响。结果表明:①光亮的灰分、水分及氢、氧、氮元素含量低于暗淡,而挥发分及碳、硫元素含量高于暗淡;光亮的表面结构相对简单,接触角为56.3°,暗淡的接触角为51.7°,光亮的润湿性较暗淡差;②升压阶段,空气干燥基样的等量吸附值大于平衡水样,且光亮等量吸附大于暗淡;降压阶段,平衡水样的等量吸附小于空气干燥基样,暗淡等量吸附大于光亮。此外,无论光亮还是暗淡,降压阶段的等量吸附均大于升压阶段的等量吸附,表明甲烷解吸还需要从外界环境中吸收更多的能量,且降压不能促使甲烷完全解吸,甲烷解吸存在滞后性,本质是吸附和解吸过程能量的差异;③水分子易与基质表面断裂的化学键及基质内部的亲水性官能
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