CH4,CO2和N2多组分气体在煤分子中吸附热力学特性的分子模拟
李树刚
白杨
林海飞
严敏
龙航
1.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安7100542.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安7100543.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安7100544.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安7100545.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西西安710054;教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安710054
摘要：为进一步明确煤分子吸附多组分气体的热力学机制,应用巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)模拟方法,从热力学角度研究了不同温度下等比例CH4,CO2,N2多组分气体在煤分子模型中的吸附行为.研究表明:在晶胞内CH4呈点状分布,CO2呈簇状分布,N2呈带状分布;3种气体的吸附量、吸附热、吸附熵关系均为CO2 ＞CH4 ＞N2,吸附势能CO2＜CH4＜N2;吸附量与吸附热呈线性正相关关系,吸附热与温度无明显关系;煤分子吸附CH4,N2,CO2的吸附势能与其吸附量成反比,吸附势能不仅受煤分子表面自由粒子色散力影响,也受吸附焓和吸附熵的影响;相同条件下,3种气体的吸附熵与吸附量和温度均呈负相关关系;吸附热力学参数能用来表征煤分子的吸附特性,从热力学角度证实煤分子吸附CO2优于CH4和N2.
关键词：分子模拟吸附热多组分气体吸附势能吸附熵
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)TQ533(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：国家自然科学基金(51734007)国家自然科学基金(51674192)国家自然科学基金(51604220)
论文发表日期：2018-07-28
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：8( 2476-2483 )
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