采空区遗煤吸附电厂烟气中CO2影响因素研究
高飞1
王鹏2
单亚飞2
1.辽宁工程技术大学安全科学与工程学院,辽宁葫芦岛 125100;辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室,辽宁葫芦岛 1251002.辽宁工程技术大学安全科学与工程学院,辽宁葫芦岛 125100
摘要：利用采空区煤岩的吸附特性封存CO2,不仅可以降低碳捕集与分离成本,还能实现防治采空区遗煤自燃的目的.采用常温常压吸附试验、ASAP比表面积和孔径分析试验,探究了孔隙结构、矿物质含量和含水率对煤吸附CO2特性的影响,拟合了影响煤吸附CO2因素的定量关系方程,并通过随机森林算法计算了各影响因素的重要性权重.结果表明:大南湖(DNH)矿、鹤岗(HG)矿、同忻(TX)矿区3种煤的孔径分布规律基本一致,孔径范围在0.5-0.7 nm和0.8-0.9 nm内的孔数量较多,在0.7～0.8 nm的孔数量较少;微孔数量是导致3种煤对CO2吸附能力差异的根本原因.常温常压条件下,煤对CO2的饱和吸附量随比表面积的增加而增大,随矿物质含量和含水率的增加而减小,且煤的微孔数量越多,矿物质含量和含水率对吸附量的影响越显著.煤在达到临界含水率后,由于水分子阻碍了 CO2分子的流通通道,导致CO2分子无法进入煤内部的孔隙中,CO2饱和吸附量逐渐趋于稳定.比表面积对吸附量的影响程度最大,含水率与孔体积次之,矿物质含量最弱,且比表面积与含水率的重要性权重之和可达75.1％,远高于其他两个因素.依据拟合方程,可通过测定煤的比表面积、矿物质含量和含水率,推测煤对CO2的饱和吸附量,为采空区遗煤吸附封存CO2提供理论依据.
关键词：采空区遗煤电厂烟气碳捕集、利用与封存(CCUS)孔隙结构
分类号：TD849(矿山开采)X773(动力工业污染、废物处理与综合利用)
资助基金：国家自然科学基金(51874161)
论文发表日期：2023-09-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 140-148 )
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