水分对CH4和CO2在煤中竞争吸附特性影响研究
陈立伟1
边乐2
王东杰2
郑浩阁2
赵占川2
1.河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454000;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作 454000;煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心,河南焦作 4540002.河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作 454000
摘要：为研究水分对CH4 和CO2 及混合气体在煤中竞争吸附的影响,通过自主研发的含瓦斯煤多元气体竞争吸附试验系统进行不同含水率煤对CH4 和CO2 单组分吸附研究,试验结果表明:水分并没有改变CH4 和CO2 等温吸附曲线的基本规律,在相同条件下,水分也未影响煤对单组分气体吸附能力的排序,始终是煤对CO2 的吸附能力大于对CH4 的吸附能力.相同条件下,水分对CH4 的抑制率大于CO2 吸附量抑制率,说明水分对煤吸附弱吸附性气体的抑制程度更大.在进行水对混合气体的竞争吸附影响研究试验,发现:当注入煤体的气体比例保持不变时,在同一吸附平衡压力下,混合气体的吸附总量随着水分含量的升高而降低,并且吸附平衡后的CH4 吸附量和CO2 吸附量都随着煤体中水分含量的增大而减小;而当含水率不变时,同一注气比例下的气体吸附平衡压力越大,吸附平衡后的CH4 吸附量和CO2 吸附量越大.游离相中的CO2 的体积分数始终低于气源,而CH4 体积分数始终高于气源.不同条件下CO2/CH4 选择系数的数值均大于 1,范围处在 4.8～5.4,煤对CO2 的吸附亲和能力大于CH4.相同组分混合气体吸附条件下,CO2/CH4 选择系数均随着试验煤样含水率变大而降低.该研究进一步完善影响煤对气体吸附的因素的理论分析,以及为工程实践为井下注气促抽瓦斯技术提供理论依据.
关键词：煤层气水分竞争吸附吸附选择性煤吸附气体
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52074104)河南省科技攻关资助项目(222102320142)
论文发表日期：2024-04-25
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：12( 243-254 )
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