【摘要】：煤層氣是一種高效潔凈的非常規(guī)能源,主要成分為甲烷,其開(kāi)發(fā)可緩解我國(guó)油氣資源緊張現(xiàn)狀,同時(shí)有利于瓦斯災(zāi)害的防治,對(duì)于增強(qiáng)我國(guó)能源自主保障能力、調(diào)整優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有重要意義。只有更好的了解不同變質(zhì)變形序列煤的吸附解吸特征,才能更好的指導(dǎo)煤層氣的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)。因此,為了探究不同變質(zhì)變形煤的吸附解吸特征,對(duì)12個(gè)不同變質(zhì)變形序列的煤樣進(jìn)行了等溫吸附解吸實(shí)驗(yàn),從擬合方程及影響因素兩方面對(duì)吸附解吸特征進(jìn)行了研究,基于對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,研究表明:(1)對(duì)Langmuir方程,通過(guò)方程線性化和計(jì)算得到V_L與p_L,與直接擬合方式相比,得到的兩參數(shù)意義更加明確,同時(shí)也使Langmuir方程對(duì)實(shí)際生產(chǎn)更具指導(dǎo)意義。對(duì)DR方程,直接擬合得到的方程擬合度相對(duì)較高,但直接擬合得到的各參數(shù)都與溫度相關(guān),與定義不符,且不同溫度下得到吸附相體積與吸附勢(shì)之間關(guān)系,投點(diǎn)也相對(duì)分散不在同一條吸附特征曲線上,因此直接擬合的方法不可取。通過(guò)計(jì)算V_0減少了DR方程中的擬合參數(shù),使得到的擬合參數(shù)更加接近實(shí)際值。對(duì)比兩擬合方程后發(fā)現(xiàn),DR方程的擬合效果要優(yōu)于Langmuir方程,尤其是在高階煤中,微孔填充理論來(lái)描述煤的甲烷吸附更為貼切,且DR方程可以通過(guò)吸附特征曲線,推算出不同溫度、不同壓力下的吸附量。(2)煤樣空氣干燥基的吸附能力隨變質(zhì)程度的增高而增高。不同煤階產(chǎn)生吸附量差距的階段不同:變質(zhì)程度較低的煤之間的吸附量差距主要產(chǎn)生在低壓階段;中高煤階之間的差距在于高壓階段;高階煤與其他煤樣相比,吸附能力最強(qiáng)。煤的吸附能力隨構(gòu)造變形程度的增強(qiáng)而增大,且韌性變形對(duì)煤體吸附能力的影響大于脆性構(gòu)造變形。溫度對(duì)煤的吸附能力有負(fù)面影響,壓力對(duì)煤的吸附能力有正面影響。但對(duì)不同變質(zhì)煤的影響階段又不相同:低階煤吸附能力受溫度影響較大,且在低壓階段吸附能力主要受壓力影響,高壓階段受溫度影響更大;高階煤的吸附能力受溫度影響較小,主要受壓力影響。(3)修正的Langmuir方程對(duì)解吸曲線有較高的擬合度,得到的參數(shù)也更準(zhǔn)確,更有意義。得到的解吸殘余量與變質(zhì)變形程度都成正相關(guān)關(guān)系:變質(zhì)程度越高,殘余量越高,變形程度越高,殘余量越高。
【圖文】：

氣體在固體表面上吸附等溫線的不同類(lèi)型（IUPAC1985）

不同變形程度的煤樣Fig.2-1Differentdeformationdegreesofcoalsample
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TD712

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2630559