煤的溶劑萃取物成分及對煤吸附甲烷特性影響

【摘要】：煤中有機小分子相是煤的重要組成部分,為分析其對煤吸附甲烷的影響,在常壓下(50℃),采用正己烷對張集和大柳塔煤樣分別進行微波輔助萃取,得到萃取后煤樣(殘煤)和萃取物。采用GC/MS分析萃取物成分,并依此選取柴油作為正己烷萃取物的模型物,配置含柴油煤樣(簡稱含油煤),開展了原煤、殘煤和含油煤的甲烷等溫吸附實驗。研究結(jié)果表明:原煤和殘煤吸附瓦斯在低壓階段差異不大,隨著壓力的增大,原煤吸附甲烷量逐漸高于殘煤;含油煤則不同,壓力較大時,同一壓力段的瓦斯吸附增量高于原煤和殘煤,低壓時吸附甲烷量雖小于原煤和殘煤,但隨著壓力的增大,最終吸附甲烷量略高于原煤。用Langmuir和Langmuir-Henry二元吸附模型對等溫吸附數(shù)據(jù)進行擬合,得出煤吸附甲烷可分為2個過程,低壓階段主要為符合Langmuir模型的煤基質(zhì)表面吸附,高壓階段主要為符合Henry模型的滲入煤基質(zhì)的內(nèi)部(孔隙、內(nèi)表面)吸附;且煤中有機小分子有助于提高煤高壓階段的甲烷吸附量。 【作者單位】： 中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院;中國礦業(yè)大學(xué)煤炭瓦斯與火災(zāi)防治教育部重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 溶劑萃取 有機小分子 孔隙結(jié)構(gòu) 甲烷 吸附
【基金】：國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)資助項目(2011CB201200) 國家自然科學(xué)基金資助項目(51304189)
【分類號】：TD712
【正文快照】： 煤的多孔性使其具備了吸附瓦斯的能力,瓦斯主要以吸附態(tài)賦存于煤中,還有少量的游離態(tài)和溶解態(tài)。Alexeev等[1-2]采用X射線和核磁共振氫譜研究發(fā)現(xiàn),壓力高于2 MPa時,瓦斯除了存在吸附和游離態(tài),在一些封閉的小孔內(nèi)還存在少量的固溶態(tài)。多種賦存形態(tài)導(dǎo)致煤具有多級的解吸動力學(xué)特

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