為了解決吸附速率擬合公式缺乏而解吸經(jīng)驗(yàn)公式眾多的問題,通過替換解吸參數(shù)、定性和對比分析各經(jīng)驗(yàn)公式對煤吸附CO₂,N₂,CH₄吸附速率的適用性,選取4種不同煤質(zhì)的煤樣在0.5,1.0和2.0 MPa下進(jìn)行定溫吸附實(shí)驗(yàn),分析壓力和煤質(zhì)對吸附速率的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:時(shí)間函數(shù)式對3種氣體在不同壓力和煤質(zhì)下的吸附速率擬合效果最佳;壓力和煤質(zhì)對3種氣體吸附速率的影響既存在共性又具有差異性,氣體吸附速率與壓力符合指數(shù)函數(shù)關(guān)系,與揮發(fā)分呈現(xiàn)出二次函數(shù)關(guān)系,并且壓力升高會導(dǎo)致最低吸附速率趨向于較高變質(zhì)程度煤樣;CH₄和N₂的吸附速率隨壓力升高而升高,而CO₂的吸附速率因煤樣而不同,且在同壓下,不同氣體的最高和最低吸附速率煤樣的變質(zhì)程度也不同。 

【文章來源】：中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2020,16(09)北大核心

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【部分圖文】：

H-Sorb2600高溫高壓吸附儀

由圖2(a)可以看出,時(shí)間函數(shù)式的數(shù)據(jù)處理結(jié)果與預(yù)測一致,吸附量的倒數(shù)與時(shí)間函數(shù)的倒數(shù)呈良好的線性關(guān)系;由圖2(b)可以看出,王佑安式的吸附量倒數(shù)與時(shí)間倒數(shù)在CH4和N2吸附中未呈現(xiàn)出線性關(guān)系,與預(yù)測結(jié)果不符,僅CO2吸附的線性關(guān)系良好。此外,時(shí)間函數(shù)式對擬合的穩(wěn)定性更強(qiáng),3種氣體的線性相關(guān)系數(shù)均達(dá)到了0.99以上,而王佑安式的線性相關(guān)系數(shù)較低,CO2,N2和CH4依次為0.981 6,0.860 4和0.886 1。綜上,相較于王佑安式,時(shí)間函數(shù)式對于氣體吸附速率的擬合效果更優(yōu)。3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析

3種氣體的吸附速率均隨著揮發(fā)分的升高,變質(zhì)程度的降低,先減小后增大。二次函數(shù)存在對稱軸處取最小值的規(guī)律。計(jì)算可以得到在0.5,1.0,2.0 MPa下,CO2吸附速率在對稱軸處的揮發(fā)分含量分別為24.747%,24.032%和24.209%;CH4為22.814%,22.497%和22.165%;N2為22.363%,20.667%和20.490%。壓力的升高,會使對稱軸向低揮發(fā)分煤樣移動,即最低吸附速率趨向于較高變質(zhì)程度的煤樣;在同壓力下,對稱軸處的揮發(fā)分含量符合CO2>CH4>N2,說明CH4較N2的最低吸附速率更趨向于低變質(zhì)程度煤樣,較CO2更趨向于高變質(zhì)程度煤樣。此外,通過表2可以看出,3種氣體的最高吸附速率煤樣也存在差異,CH4和CO2的最高吸附速率為4#煤樣,而N2的最高吸附速率在0.5 MPa時(shí)為4#煤樣,在1.0,2.0 MPa時(shí)為1#煤樣。表2 常數(shù)n值、吸附速率B值及線性相關(guān)系數(shù)R2值Table 2 Constant n,adsorption rate B and correlation coefficient R2 value 煤樣編號 壓力/MPa CO2 N2 CH4 n B R2 n B R2 n B R2 1# 0.5 0.53 31.714 0.996 9 0.44 9.277 0.994 9 0.42 5.301 0.998 6 1.0 34.111 0.997 5 16.024 0.991 1 5.922 0.997 4 2.0 37.667 0.992 4 16.938 0.992 2 6.848 0.994 7 2# 0.5 0.5 16.169 0.996 9 0.48 3.686 0.996 5 0.45 1.061 0.994 4 1.0 14.955 0.995 4 3.997 0.997 2 1.340 0.997 0 2.0 14.700 0.998 4 4.506 0.997 3 1.451 0.996 5 3# 0.5 0.61 15.893 0.993 8 0.46 2.529 0.993 0 0.44 1.534 0.996 5 1.0 16.256 0.991 3 2.801 0.993 2 1.700 0.997 3 2.0 17.069 0.994 6 2.874 0.996 4 1.848 0.991 4 4# 0.5 0.64 97.500 0.999 1 0.56 13.727 0.995 8 0.66 9.051 0.996 3 1.0 78.333 0.994 6 14.730 0.996 2 9.083 0.993 1 2.0 96.333 0.993 3 14.908 0.997 1 9.511 0.994 0

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3074465