煤的孔隙結(jié)構(gòu)用來表征瓦斯的賦存狀態(tài),對解決高瓦斯礦井抽采問題具有重要意義。本文利用ASAP 2020型物理化學(xué)吸附儀對10個不同變質(zhì)程度的煤進(jìn)行低溫氮吸附實驗,運(yùn)用Langmuir、BET、Freundlich、DFT等吸附模型,分析煤的微觀孔隙結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)吸附模型分析得到,吸附常數(shù)a、b隨著變質(zhì)程度的增加而增大,吸附常數(shù)C、m、煤的總比表面積與孔體積隨變質(zhì)程度的變化無明顯規(guī)律。DFT吸附模型分析得到,隨著變質(zhì)程度的增加,煤的孔徑由過渡孔向微孔發(fā)育,微孔孔體積百分比呈增大趨勢,煤的表面能更加復(fù)雜;微孔為煤樣提供較大的比表面積,決定煤的吸附能力。吸附模型擬合數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度,得到DFT吸附模型在分析0～0.995之間的相對壓力時更加可靠。研究煤的微觀孔隙結(jié)構(gòu)分析其吸附能力、吸附量的大小,從而得到氣體賦存狀態(tài)與孔隙結(jié)構(gòu)的關(guān)系,進(jìn)一步為高瓦斯礦井抽采提供理論依據(jù)。

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 論文的背景及意義
        1.1.1 論文的研究背景
        1.1.2 論文的研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 物理吸附理論研究現(xiàn)狀
        1.2.2 煤孔隙特征研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法及技術(shù)路線
2 氣-固吸附理論
    2.1 Langmuir吸附理論
    2.2 BET吸附理論
    2.3 Freundlich吸附理論
    2.4 密度泛函理論
    2.5 煤的孔隙分類方法
3 煤樣低溫氮吸附實驗
    3.1 實驗設(shè)備
    3.2 煤樣制備及預(yù)處理
        3.2.1 煤樣采集
        3.2.2 樣品制備
        3.2.3 煤樣工業(yè)分析
        3.2.4 煤樣的堅固性系數(shù)和放散特性的測定
    3.3 煤樣實驗文件
    3.4 實驗過程
        3.4.1 脫氣準(zhǔn)備
        3.4.2 準(zhǔn)備分析階段
        3.4.3 分析階段
        3.4.4 分析結(jié)束階段
    3.5 煤樣吸附等溫線
    3.6 儀器設(shè)備準(zhǔn)確性分析
4 低溫氮吸附實驗數(shù)據(jù)分析
    4.1 Langmuir模型分析
    4.2 BET模型分析
    4.3 Freundlich模型分析
    4.4 吸附模型孔體積與比表面積
        4.4.1 孔體積
        4.4.2 比表面積
    4.5 密度泛函理論分析
        4.5.1 DFT吸附等溫線
        4.5.2 煤樣孔徑分布
        4.5.3 煤樣孔體積
        4.5.4 煤樣表面能分布
        4.5.5 煤樣比表面積
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3806422