气体吸附过程中煤比表面Gibbs函数变化规律

论文摘要

煤体瓦斯吸附为放热过程,解吸为吸热过程,其温度能量变化的幅度与煤的变质程度、瓦斯吸附平衡压力等有关。以往的研究都采用等温吸附实验得出气体相关吸附数据,并通过其孔隙结构、相互作用力等来分析煤吸附气体的影响因素,但是鲜有学者从比表面Gibbs函数变化角度来探讨煤吸附气体机理。为此,研究了气体吸附过程中煤比表面Gibbs函数变化的相关特征参数计算公式,利用凤凰山矿和裴沟矿两种煤样进行等温吸附实验,得到了在4个不同温度(20,30,40,50℃)以及6个压力(0. 2,1. 2,1. 5,2. 5,3. 0,4. 0 MPa)下的等温吸附实验数据,利用单层吸附和多层吸附模型分别计算出不同煤样吸附气体过程中的比表面Gibbs函数变化。研究表明:采用两种不同方式计算煤样吸附甲烷的比表面Gibbs函数,随着温度的升高比表面Gibbs函数变化量减少,随着压力的升高比表面Gibbs函数变化增加。而应用单层吸附和多层吸附计算的能量相差较大,对这种现象分析了原因;计算了气体吸附解吸过程的热量,对比分析可知采用多层BET吸附模型得出的比表面Gibbs函数变化更接近实际;探讨了气体吸附能量变化的机理,表明气体吸附能量变化影响着吸附量的变化,而能量变化又同样受到煤样微观结构以及内部化学结构的影响。因此,煤样吸附解吸是一个复杂多变的过程,可以从改变能量的角度去探讨如何影响瓦斯解吸,达到提高瓦斯抽采效果的目的。

论文目录

• 1 等温吸附中能量计算
• 2 等温吸附实验及计算分析
•   2.1 等温吸附实验
•   2.2 能量计算结果及分析
• 3 气体吸附能量变化机理分析与探讨
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李祥春,张梦婷,李忠备,聂百胜,陈志峰,岳超

关键词: 气体吸附,比表面函数,吸附模型

来源: 煤炭学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治

单位: 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地,新疆工程学院安全科学与工程学院

基金: 国家重点研发计划资助项目(2018YFC0808301),北京市自然科学基金面上资助项目(8192036),河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地开放基金资助项目(WS2018B04)

分类号: TD712

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.0922

页码: 509-519

总页数: 11

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