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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

水分对CH4/CO2在煤中竞争吸附特性影响研究

2024-06-06



本论文创新点


(1)通过自主研发设备研究H2O对CO2、CH4单一气体在无烟煤中的等温吸附、吸附能力等影响规律;

(2)通过自主研发设备研究H2O对CO2、CH4混合气体在无烟煤中竞争吸附的影响效应。

题 目



水分对CH4/CO2在煤中竞争吸附特性影响研究


作 者



   
陈立伟1,2,3,边乐1,王东杰1,郑浩阁1,赵占川1
单 位


1. 河南理工大学 安全科学与工程学院
2. 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心
3. 煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心


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摘   要



为研究水分对CH4、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实验系统进行不同含水率煤对CH4、CO2单组分吸附研究,实验结果表明: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实验,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之间,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选择系数均随着实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。








作者简介





    
陈立伟

副教授

硕士生导师

陈立伟,男,1980年1月生,辽宁喀左人,中共党员,副教授,硕士生导师,2019年获东北大学采矿专业博士学位。2007年参加工作以来,一直从事瓦斯灾害预测与防治方面的教学与科研工作。




研究方向


瓦斯治理与瓦斯灾害方面的研究
主要成果



 

长期从事矿井灾害预测与防治方面的研究工作。主要围绕注气强化瓦斯抽采理论与技术进行研究,发表学术论文40余篇,其中SCI/EI检索20篇,出版专著2部。主持2项河南省科技攻关项目,参与7项国家自然科学基金项目。获得省部级科技奖励10项,山西省科技进步奖二等奖1项,山西省科技进步奖三等奖2项,河南省科技进步奖三等奖2项,煤炭工业协会科技进步奖二/三等奖5项。为保障煤矿安全生产做出了应有的贡献。

引用格式





陈立伟,边 乐,王东杰,等.水分对CH4和CO2在煤中竞争吸附特性影响研究[J].煤炭科学技术,2024,52(4):243−254.

CHEN Liwei,BIAN Le,WANG Dongjie,et al. Investigation on the impact of water on the competitive adsorption characteristics of CH4/CO2 in coal[J]. Coal Science and Technology,2024,52(4):243−254. 

  责任编辑:宫在芹
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毕业于黑龙江科技学院,采矿工程、工商管理双学士学位,采矿工程高级...

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