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1、第24卷第2期辽宁工程技术大学学报2005年2月Vol.24No.2JournalofLiaoningTechnicalUniversityApr.2005文章编号1008-0562(2005)02-0161-04低煤级煤平衡水条件下的吸附实验12111傅雪海焦宗福秦勇张万红韩训晓1.中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州2210082.黑龙江煤田地质勘察设计研究所黑龙江哈尔滨150008摘要基于13个镜质组最大反射率小于0.65%的低煤级煤样平衡水条件下的高压等温吸附实验分析了低煤级煤的朗格缪尔常数与平衡水分煤级显微煤岩组分比孔容和比表面积之间的关系揭示了
2、低煤级煤的吸附特征与中高煤级煤之间的差异探讨了低煤级煤的吸附机理关键词低煤级煤平衡水分显微组分等温吸附中图分类号TD923文献标识码AAdsorptionexperimentsoflowrankcoalunderequilibriummoistures12111FUXue-hai,JIAOZong-fu,QINYong,ZHANGWan-hong,HANXun-xiao(1.CollegeofMineralResourceandEarthSciences,ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008,Ch
3、ina.;2.InstituteofExplorationandDesignofCoalfieldGeologyofHarbin,Harbin150008,China)AbstractBasedonisothermaladsorptionexperimentsunderequilibriummoisturesandhighpressureson20lowrankcoalsampleswhosereflectance’sofvitrifiesarelessthan0.65%,therelationshipsofLangmuirvolumes,Langmuirp
4、ressuresbetweenequilibriummoistures,coalranks,macerals,specialholevolumesandspecialsurfaceareasarerespectivelydiscussed.Thedifferenceofisothermaladsorptioncharacteristicsbetweenthelowrankcoalandthemiddle,highrankcoalisrevealed,andadsorptionmechanismofthelowcoalrankisdiscussed.Keywo
5、rdslowrankcoalequilibriummoisturesmaceralsisothermaladsorption[3]体缺陷具有较大的内表面积和容纳空间甲烷0引言在煤储层中的吸附作用同甲烷分子与煤表面的相3美国在含气量只有0.028~2.1m/t的粉河盆地互作用以及甲烷分子之间的相互作用有关甲烷气[1,2]褐煤的煤层气开发中取得了巨大成功而中体与煤表面相互作用的低温红外光谱实验表明甲国前期对含气量低的低煤级煤未引起足够的重视烷与煤核表面的相互作用是各向异性的当甲烷在本次通过对准噶尔和吐哈盆地13个低煤级煤样的煤核表面呈正三角锥重叠时能量最低相互作
6、用势煤岩鉴定镜质组反射率测定压汞实验和平衡水最大在–100~30范围内未发现化学吸附态的条件下的等温吸附实验来初步探讨低煤级煤的吸存在量子化学计算得出当甲烷吸附于煤d002面附特征及机理时最大吸附势仅为2.65kJ/mol显然属于物理吸1样品吸附原理及实验方法附过程即表面凝聚典型甲烷分子的直径在0.20~0.36nm之间煤的甲烷吸附势能函数分析揭1.1样品示在距煤孔隙表面0.5nm左右吸附势能已趋近煤样采自准噶尔盆地西缘的车62井盆地南[4]于零即煤孔隙表面对甲烷的吸附以单层吸附为缘碱沟三工河西沟煤矿及吐哈盆地连沙一井主大量实验还证明煤对气体的吸附是可逆的托
7、克逊凹陷台北凹陷和哈密凹陷附近浅部的8个储层条件下煤对气相介质的吸附符合朗格缪尔单生产矿井镜质组最大反射率介于0.38%Ro,max[5]分子层吸附理论煤的吸附能力是煤的物性和外部0.65%之间煤样共13个温度压力及吸附介质的函数在温度和吸附质一1.2吸附原理定的条件下煤对气体的吸附量可用朗格缪尔方程煤是一种多孔介质其大分子结构还存在着晶VVLP(PLP)来描述式中V为压力P时的吸收稿日期2003-11-10基金项目国家自然科学基金资助项目40372074作者简介傅雪海1965-男湖南省衡阳人博士教授本文编校焦丽162辽宁工程技术大学学报第24卷附量VL为朗
8、格缪尔体积PL为朗格缪尔压力VL实验最高压力为12M