煤層氣是一種高效潔凈能源,主要成分為甲烷,其開發(fā)對(duì)緩解我國油氣資源緊張現(xiàn)狀,減輕礦井災(zāi)害程度,減少溫室氣體排放等具有戰(zhàn)略價(jià)值,對(duì)我國增強(qiáng)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。煤與甲烷吸附是物理吸附,其受到煤體細(xì)觀結(jié)構(gòu)吸附勢(shì)阱參數(shù)(勢(shì)阱深度,勢(shì)阱數(shù)量)與甲烷氣體狀態(tài)參數(shù)(吸附壓力,溫度等)兩方面因素的控制,此外,煤吸附/解吸甲烷還存在熱與變形效應(yīng),即煤在吸附甲烷過程中放出熱量使得煤溫度升高,并且同時(shí)煤體內(nèi)部結(jié)構(gòu)同時(shí)發(fā)生膨脹與擠壓變形現(xiàn)象。本文以“煤吸附/解吸甲烷過程中熱與變形效應(yīng)研究”為主要研究課題,進(jìn)行了大量科學(xué)理論探索與實(shí)驗(yàn)研究,提出了煤與甲烷非均勻勢(shì)阱吸附的重要理論模型,并對(duì)煤與甲烷的吸附熱與吸附變形的細(xì)觀機(jī)理進(jìn)行了全面深入的研究,研究主要涵蓋了如下內(nèi)容:1)通過高溫試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)吸附壓力與溫度共同作用下的煤表面非均勻勢(shì)阱吸附特征及其吸附熱變化規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究表明:天然煤體表面非均勻勢(shì)阱與理想朗格繆爾模型的吸附規(guī)律具有明顯不同;在吸附過程中,甲烷分子傾向于吸附在勢(shì)阱較深的吸附位上,不同深度勢(shì)阱與其覆蓋率符合以吸附壓力和溫度為參數(shù)的Logistic(S型)曲線;恒定吸附...

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖3-1實(shí)驗(yàn)選用煤樣煤樣A

直徑8.5mm的細(xì)觀煤樣，然后用切割機(jī)將煤樣徑向端面切平。2）在徑向表面刻畫深度為1mm的偏心十切槽，用于CT掃描與SEM-EDS試表3-1煤樣基本信息Table1Basicinformationofcoalsamples層煤階重量/g鏡質(zhì)組最大....

圖3-2JSM-7001F熱場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡Fig.3-2JSM-7001F3-2typethermalfieldSEM

3-1煤樣基本信息informationofcoalsamples反)工業(yè)分析水分/(%)灰分/(%)揮發(fā)份/(%)固定碳/(%)1.3913.137.1278.36煤樣B-1實(shí)驗(yàn)選用煤樣ionofcoalsamplefortests

圖3-3CT225kVFCB高精度顯微CT試驗(yàn)統(tǒng)Fig.3-3μCT225kVFCB-typehigh-precisionmicro-CTexperimentsystem

306，率為0.194/β，密度分辨率≤0.2%，可分辨出0.5m射線源發(fā)射X射線，平板探測(cè)器可對(duì)掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，掃描時(shí)以655360steps/rev勻速旋轉(zhuǎn)，動(dòng)控制器的位移精度為0.02mm。可確保裝置在全移，從而保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。如下：1）....

圖3-4煤樣表面提取算法示意圖

jmi,j（3-1）；的衰減系數(shù)陣列，并轉(zhuǎn)換為灰度圖像，即可觀察到層厚度僅有5.8m，由于實(shí)驗(yàn)條件限制，煤樣在試驗(yàn)的煤樣表面層信息包含在CT掃描數(shù)據(jù)的若干層中，層法

本文編號(hào)：3936379