温度对煤吸附甲烷的影响研究进展
煤吸附甲烷能力影响因素分析
煤吸附甲烷能力影响因素分析传统的煤成气理论认为，煤对甲烷的吸附能力主要受煤层温度和压力等因素的影响。
近年来国内外的一些相关研究对该传统理论提出了不同的看法。
文章在总结前人研究成果的基础上，从煤的粒径、煤层温度和压力、煤中水类型及水含量和煤的显微组分方面阐述了影响煤吸附甲烷的因素。
一般认为，煤的主体是交联的有机大分子网状结构，网状结构会促使煤岩表面发育大量的超微裂隙和气孔构造，为甲烷提供更多的储集场所。
高压和高温会使煤岩表面产生许多裂纹与空隙，甲烷更容易赋存在裂纹与空隙中。
高温高压也会加快煤的变质速率，煤变质程度越高，甲烷含量越大。
高压也会使甲烷在水中的溶解度变大，流水作用可以带走大量的甲烷。
另外，吸附在煤岩的裂隙与孔隙的水还会减弱煤对甲烷的吸附能力。
标签：煤；甲烷；温度；压力；显微组分；吸附能力引言传统的煤成气理论认为，煤对甲烷吸附能力主要受煤层温度和压力等因素影响。
随着近年来国内外的一些相关研究，这一传统理论不断得到完善。
如李树刚等[1]、陈学习等[2]和张天军等[3]将煤样放在温度不变，不同含水量的条件下进行试验发现，随着含水量增加，煤对甲烷的吸附量不断减少；蔺亚兵等[4]认为，在恒温下，煤级不同会导致煤吸附甲烷的含量不同，这主要是由于温度变化引起煤岩粒径发生变化；张时音等[5]则认为，煤级不同会导致煤岩孔隙结构发生变化，从而影响吸附扩散系数，当煤岩表面过渡孔和微孔的数量增多时，吸附扩散速率就会变小。
许满贵等[6]发现，压力也会影响煤体吸附能力，压力大会使煤岩粒径大小发生剧烈的变化，煤的吸附量也会随之发生变化。
可以看出，煤对甲烷吸附能力是受多种因素的影响。
为此，笔者依照近十年来的文献资料，对该领域的研究进展与成果进行总结，并根据其发展的趋势提出自己的看法。
1 煤的粒径对煤体吸附能力的影响煤孔隙表面对甲烷具有很强的吸附能力，其中物理吸附占主导，甲烷的吸附量与煤的孔隙体积以及孔隙表面积的大小有关[7]。
《大同煤田塔山井田接触变质煤甲烷吸附解吸特性研究》范文
《大同煤田塔山井田接触变质煤甲烷吸附解吸特性研究》篇一一、引言在煤层气开采和利用的过程中，煤的甲烷吸附解吸特性是一个关键因素。
尤其对于大同煤田塔山井田的接触变质煤，其特殊的物理化学性质使得其甲烷吸附解吸特性具有独特性。
本文旨在研究大同煤田塔山井田接触变质煤的甲烷吸附解吸特性，分析其变化规律和影响机制，为煤层气的高效开采和利用提供理论支持。
二、研究区域与研究对象大同煤田是我国重要的煤炭产区之一，其煤层气资源丰富。
塔山井田作为大同煤田的一部分，其煤炭资源具有典型的接触变质特征。
本文以塔山井田的接触变质煤为研究对象，通过实验手段对其甲烷吸附解吸特性进行研究。
三、研究方法本文采用实验研究方法，通过对接触变质煤进行甲烷吸附解吸实验，分析其甲烷吸附解吸特性的变化规律。
实验过程中，采用不同温度、不同压力的条件，模拟不同地质条件下的煤层气赋存状态，以全面了解接触变质煤的甲烷吸附解吸特性。
四、实验结果与分析4.1 甲烷吸附特性实验结果表明，在大同煤田塔山井田的接触变质煤中，甲烷的吸附量随着温度的降低和压力的升高而增加。
在低温高压条件下，甲烷在接触变质煤中的吸附量较大，表明接触变质煤具有较好的甲烷吸附能力。
此外，接触变质煤的甲烷吸附过程是一个放热反应，随着吸附的进行，放热量逐渐增加。
4.2 甲烷解吸特性在解吸过程中，随着温度的升高和压力的降低，甲烷从接触变质煤中逐渐解吸出来。
解吸速度随着温度的升高而加快，随着压力的降低而加快。
此外，解吸过程中也伴随着吸热反应的发生。
4.3 影响机制分析接触变质煤的甲烷吸附解吸特性受多种因素影响。
首先，煤炭的孔隙结构对甲烷的吸附解吸具有重要影响。
接触变质煤具有特殊的孔隙结构，使得甲烷能够更好地吸附和解吸。
其次，温度和压力也是影响甲烷吸附解吸的重要因素。
在低温高压条件下，甲烷的吸附量较大；在高温低压条件下，甲烷的解吸速度较快。
此外，煤炭的化学性质、水分含量等因素也可能影响甲烷的吸附解吸特性。
煤岩中甲烷等温吸附量测定 干燥基容量法
煤岩中甲烷等温吸附量测定干燥基容量法煤层气是指在煤岩孔隙中富集的天然气，其主要成分是甲烷（CH4）。
对于煤层气资源的有效开发和利用，准确测定煤岩中甲烷的吸附量是非常重要的。
干燥基容量法是一种常用的测定煤岩中甲烷等温吸附量的方法。
本文将介绍干燥基容量法的原理、实验步骤和应用。
干燥基容量法是基于饱和吸附等温线的测定方法，其原理是利用气体在一定温度下对固体表面发生吸附现象。
在测定中，首先将煤样进行粉碎和干燥处理，以去除煤样中的水分。
然后将干燥后的煤样与一定体积的甲烷气体接触，使之在一定压力下进行吸附。
通过测量吸附后气体中甲烷的体积或质量变化，可以得到煤岩中甲烷的吸附量。
实验步骤如下：1.煤样处理：将煤样进行粉碎、筛分和干燥处理。
一般情况下，将煤样粉碎至目标颗粒度范围内，然后进行干燥处理，通常在60℃左右的恒温箱中进行。
2.吸附装置搭建：将干燥后的煤样放入吸附装置中，将甲烷气体通入，使之与煤样发生接触。
吸附装置通常由一系列密封管道、压力计、温度计和流量计组成。
3.吸附平衡：在一定的温度和压力下，使煤样与甲烷气体接触一段时间，使其达到吸附平衡。
通常情况下，吸附时间为几小时到几天不等。
4.吸附量测定：吸附平衡后，通过测量吸附前后气体中甲烷的体积或质量变化，计算吸附量。
其中吸附前后气体的体积或质量变化可以通过密封系统和流量计等装置进行实时监测。
干燥基容量法可以应用于煤岩中甲烷等温吸附量的测定，其具有以下优点：1.简单易行：干燥基容量法的实验步骤相对简单，使用常规实验设备即可进行。
2.准确可靠：该方法可以充分考虑煤岩中的吸附特性，测试结果相对准确可靠。
3.适用范围广：干燥基容量法可适用于不同类型的煤岩样品，且可以与其他方法相互验证，提高测试精度。
干燥基容量法在煤层气资源开发中具有广泛的应用价值：1.煤层气勘探：通过测定煤岩中甲烷的吸附量，可以评估和预测煤层气资源的储量和分布情况，为煤层气勘探提供重要依据。
2.气藏特性研究：通过测定不同煤岩样品中甲烷的吸附量，可以研究其吸附特性、吸附机制和气-煤相互作用规律，深入了解煤层气气藏的特性。
煤制天然气甲烷化工艺温控优化
改进措施：优化温度控制系统，提高温度稳定性
温控过程中的常见问题
温度波动过大：可能导致反应不充分或过度，影响产品质量和效率
温度控制不准确：可能导致反应条件不稳定，影响产品质量和效率
温度传感器故障：可能导致温度测量不准确，影响温度控制效果
温度控制策略不合理：可能导致温度控制效果不佳，影响产品质量和效率
持续优化：根据监测结果，对优化方案进行持续改进和优化
5
煤制天然气甲烷化工艺温控优化效果评估
优化前后效果对比
优化前：能耗高，效率低，产品质量不稳定
优化后：能耗降低，效率提高，产品质量稳定
具体数据：优化前能耗为XX，优化后能耗为XX；优化前效率为XX，优化后效率为XX
用户反馈：优化后产品质量得到明显提升，客户满意度提高
汇报人：
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煤制天然气甲烷化工艺温控优化
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目录
02
煤制天然气甲烷化工艺概述
01
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03
煤制天然气甲烷化工艺温控现状及问题
05
煤制天然气甲烷化工艺温控优化效果评估
04
煤制天然气甲烷化工艺温控优化方案
06
煤制天然气甲烷化工艺温控优化发展前景与展望
技术突破与挑战应对
技术突破：新型催化剂、高效反应器、智能控制系统等
展望：实现煤制天然气甲烷化工艺的持续优化和升级，提高经济效益和环境效益。
发展趋势：绿色化、智能化、高效化
挑战应对：提高反应效率、降低能耗、减少排放等
汇报人：
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温控优化可以避免温度过高导致的设备损坏和生产事故
温控优化可以改善工作环境，提高生产安全性和环保性
甲烷在煤层中吸附的影响因素
1
影响煤吸附性的因素
压力 温度 煤层埋深 煤阶 煤孔隙结构 吸附质
2
煤的无机组成和重烃含量
影响煤吸附性的因素
压力
低压时，吸附量随压力几乎呈线性增长，朗格缪尔（Langmuir） 方程可简化为 亨利(Henry)公式，即：
V= VL bp
V—吸附量， cm3/g； VL --朗格缪尔吸附常数cm3/g； b—朗格缪尔压力常数，1/Mpa; p—气体压力，Mpa。
3
影响煤吸附性的因素
温度
温度对脱附起活化作用，温度越高越有利于解吸，随着温度升 高压力常数b减小，吸附能力减弱，吸附量减少，温度区间不同和 煤样不同，吸附量减少的程度有所差异。 煤的吸附能力是煤的物性、外部温度、压力和吸附介质的函 数，即：
exp[n( t-t0)]
VL 、pL —朗格缪尔体积和朗格缪尔压力； V —压力p下的气体吸附量； t—实验温度; t0—储层温度；
4
影响煤吸附性的因素
5
影响煤吸附性的因素
煤层埋深
煤层埋深是温度和压力的间接反映，煤层 埋深增大，压力和温度均增加。一般而言， 煤层甲烷吸附量随埋深加大而增大
6
影响煤吸附性的因素
7
影响煤吸附性的因素
煤阶
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影响煤吸附性的因素
孔隙结构
9
影响煤吸附性的因素
吸附质
煤对于CO2、CH4、 N2等的作用都是弱范 德华力，它们绝大数吸 附在煤微孔隙的内表面 上 。尽管煤对吸附介 质的吸附能力存在差异， 但它们都彼此竞争被吸 附的位置。因此，煤对 甲烷的吸附能力随其他 物质增加而降低。
10
影响煤吸附性的因素
煤的无机组成和重烃含量
甲烷、CO2、氮气及乙烷等对煤的吸附作用的关系
甲烷、CO2、氮气及乙烷等对煤的吸附作用的关系Richard Sakurovs , Stuart Day, Steve Weir（澳大利亚纽卡斯尔2300号330号邮箱CSIRO能源技术）摘要：将CO2封存在煤层中能够减少其大气中的排放量。
如果封存CO2能提高煤层气产量，那么部分封存成本就可通过生产的煤层气得到补偿。
这需要了解CO2和甲烷在高压条件下的吸附作用。
为了阐明CO2、甲烷、乙烷及氮气之间的关系，对其在55°C、20MPa下的吸附作用对多组煤样进行了研究。
运用修正后的Dubinin–Radushkevich模型对等温吸附曲线进行了拟合。
煤体对不同气体的最大吸附量高度相关。
气体对煤体的最大吸附量与其临界温度成正比关系。
乙烷和氮气的最大吸附量尤为接近：从体积来看，所以煤样对乙烷的最大吸附量是氮气的两倍。
随着碳含量增加，CO2和乙烷的最大吸附率呈线性减少的关系。
尽管碳含量增加较少，甲烷/乙烷的吸附率也呈现减小的趋势，这表明低阶煤的较大吸附率并不是CO2特有的。
吸收的热量随着镜质体反色率的增加而增加；这可能反映了高阶煤更高的极化度（这也决定了它们的反射率）。
关键词：煤；CO2吸附；甲烷吸附；煤层气产量增加1.引言因为煤层能够存储其重量为6-12%的CO2，所以可选择不可开采煤层封存CO2 [1]。
通常，煤层中含有甲烷。
如果将CO2封存在这样的煤层中，同时能提高煤层气产量，部分封存成本能通过生产的煤层气得到补偿[2]。
众所周知，尽管已知的摩尔吸附比例从2:1到10:1，但相比乙烷，煤能吸附更多的CO2。
这种变化在一定程度上是因为这些比例值并不是在饱和压力状态下测定的，CO2的吸附能力比甲烷更强，这一比例特别是在低压状态下会提高。
然而，更为根本的是这两种气体的最大吸附量，并没有进行大量的研究。
从基本的单层模型来看，因为煤的表面积和孔隙容积是不变的，所以气体的最大吸附体积大致相同。
简单的储层也能到出相应的结论。
煤对甲烷吸附能力的影响因素
ｔ ｐ ｒ ｉｅ ｅ ｐｏ ｅ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｔ ｅ Ｃ Ｍ ｆＣ ｉ ａ ｏ ａ ｐ ａ ｓ ， ｘ ｌｒ ｅ ｅ ｏ ｈ Ｂ ｏ ｈ ｎ ， ｎ
Ｋｅ ｒｓ ｃ ａ； Ｂ ｃａ ｅ ｅ ａｅ ； ｄｏｂｎ ａ ａ ｉｔ；ａ ｅｔ ｇｆ ｔ ｙｗｏｄ ： ｏｌ Ｃ Ｍ（ ｏ ｂ ｄｍ ｔ ｎ ） ａ ｓｒｉｇｃｐ ｂｌｙ ｆ ｃ ｎ ｃ ｒ ｌ ｈ ｉ ｉ ａｏ ｓ
探、 开发提 供依 据 。
关键 词 ：煤 ； 煤层 气 ；吸 附能 力 ； 响 因素 影
中图分类 号 ： ６ Ｐ９ ８ 文献标 识码 ： Ａ
Ａｆｅ ｔｎ ａ ｔ ｒ ｆｔ ｅ ｃ ａ ｄ ｏ ｂ ｉ ｇ ｍ ｅｈａ ｅ ｃ ｐ ｂ ｌ ｙ ｆ ｃ ｉ ｇ ｆ ｃｏ ｓｏ ｈ ｏ ｌａ ｓ ｒ ｔｎ ｔ ｎ ａ ａ ｉ ｔ ｉ
Ｏ 引 言
煤层气在煤储层 中的赋存有 ４ 种状态 ： 吸附态、 游离态、 溶解态、 吸着 态。饱和水 的煤储层在不同温 度、 压力、 含盐度条件下 ， 其溶解度符合亨利定律 ； 煤储层 中游离态 的煤层气符合气体状态方程 ； 而煤储 层 中吸附态 的煤层 气 占煤层 气总量 的 ９ ％ 以上 ， ５ 赋存 机理 十分 复杂 。
煤表面分子对甲烷吸附力场研究
煤表面分子对甲烷吸附力场研究杨华平;李明【摘要】采用密度泛函理论DFT方法,建立煤大分子骨架模型,并以范德华力作用半径为边界条件,构建煤大分子对CH4分子吸附的量子动力学模型,在6-311G++基组上对煤大分子骨架模型和吸附模型结构进行优化,通过密立根电荷量分析了煤大分子表面的吸附空位,以及甲烷气体分子从游离态到吸附态的物理结构和特性变化.研究结果表明,煤表面分子和甲烷分子之间的吸附力场主要是静电场,甲烷分子在吸附过程中被极化,产生电偶极矩,C-H分子键长增大,吸附质和吸附剂之间的范德华力主要是诱导力和色散力以及甲烷分子被极化后的取向力,煤大分子表面的吸附空位可以通过煤大分子中各原子的密立根电荷量分析定量确定,通过模型结构优化发现,同一吸附空位可以对应多种甲烷分子吸附平衡结构,煤对甲烷分子的吸附为多分子层吸附.【期刊名称】《西安科技大学学报》【年(卷),期】2015(035)001【总页数】4页(P96-99)【关键词】密度泛函;吸附模型;平衡结构;密立根电荷【作者】杨华平;李明【作者单位】西安科技大学理学院,陕西西安710054;西安科技大学理学院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TD82中国煤矿多为高瓦斯矿，煤层中赋存的瓦斯通常吸附瓦斯量占80%～90%，游离瓦斯量仅占10%～20%[1]，在吸附瓦斯量中又以煤体表面吸附的瓦斯量占多数，吸附态瓦斯对煤体内部压力影响很小。
国内外研究表明，瓦斯气体的赋存状态易受温度、压力、振动、电磁场等因素影响[2-4]，赵勇等人研究了低频振动对瓦斯气体吸附解吸的影响，发现不同频率的振动对煤样吸附瓦斯的影响不同，低频振动可以阻碍瓦斯的解吸[5]，聂百胜等研究了电磁场对瓦斯吸附的影响发现，电磁场会对甲烷分子和煤大分子之间的相互作用能产生影响[6-8]，周安宁等研究了共炭化材料的甲烷吸附性能[9]。
研究结果表明，外界温度、压力、振动和电磁环境发生变化时，瓦斯的赋存状态会发生剧烈变化，当短期内大量瓦斯气体在工作面前脱附和累积，当压力超出煤体耐压强度，会造成煤体粉碎性损伤，引起突出灾害。
ú
125引言煤层气是储量丰富的新型非常规能源，它是以腐殖质为主的有机质历经漫长的变化在成煤过程中形成的，并主要以吸附状态赋存于生气源岩中的天然可燃气体，其主要成分是CH 4。
由于煤层气具有釆收率较高、发热量高等优点[1]，对于日益严重的石化资源短缺状况，它将会是一种非常具有潜力的非常规能源。
在煤层气开采过程中，关于煤层气吸附解吸机理及模型的研究对保证煤层气开发、开采起到非常关键的作用。
正确而有效的研究可以加快煤层气的开采周期，提高煤层气的开采产量，保证煤层气的高产、快产、稳产。
1 煤层气的赋存状态煤层气在煤储层中主要有三种赋存状态：游离态、吸附态和溶状态，其中煤层气藏的吸附气含量最高，约占总含气量的85%以上，游离气约占总含量的10%，溶解气则最少，三种状态处在一个动态平衡过程中。
三者具体的比例取决于煤的埋藏深度、变质程度等因素。
2 煤层气吸附与解吸的影响因素2.1 煤阶煤储层中，甲烷气体吸附能力与煤阶数密切相关。
煤阶代表了煤化作用中能达到的成熟度的级别。
Yee [3]认为，煤储层中甲烷的吸附量有两种可能行，一是随着煤阶的增加而增加，二是呈U字型发展，在高挥发烟煤附近出现最低值。
陈振宏[4]通过实验研究发现，煤吸附甲烷能力随煤阶数的变化主要可以分为三个阶段，首先甲烷的吸附量随着煤阶的增加而大幅度增加，然后吸附量达到最大，并保持稳定一段时间，最后吸附量随着煤阶的增加而有所下降。
2.2 煤岩组成除了与煤阶有关外，煤岩组成也对煤对甲烷的吸附能力产生重要的影响。
腐殖煤的有机显微组分包括惰质组、壳质组和镜质组。
它们在煤中的含量实验表明，壳质组在煤中的含量不大，但其生烃能力最高，总体来说对煤的性质影响很小；镜质组是煤中最主要煤岩组分，含量50%～80%，甚至90%，其生烃能力和吸附能力均大于惰质组，但孔隙度明显低于惰质组。
经比表面积测试发现，惰质组以大中孔为主，孔容大，而镜质组的微孔发育，比表面积大。
2.3 温度温度对煤层气吸附的影响主要体现在对吸附解吸反应的平衡上。
不同温度条件下煤体表面吸附甲烷的热力学分析
可间接反映 出煤 体与 吸附气 体之 间相 互作 用力 的大小 。张 世杰等 ＿６ 采用分子力 学模 拟的方 法 ，研究 了煤 表面 分子 片 段模型与瓦斯 气 的吸 附作 用 。得 到 了吸附 能 ，计 算 出了在 不同位置吸附 的概率 。 目前对 于煤体 吸 附 甲烷 的研究 多集 中于常温条件 下 ，因此 ．本文 针对高 低温 范 围内煤体 对 甲 烷 的吸 附进行 研 究 ，并结 合 热力 学 参数 的理论 计算 分 析 ， 探 讨 煤 对 瓦 斯 的 吸 附 特点 。
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈ ｅ ｍｅｔｈａｎｅ ａｄｓｏｒｐ ｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｓ ａ ｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃ ａｎｄ ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｌｏｗ —ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｍｅｔｈａｎｅ ａｄｓｏｒ ｐｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ． ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｓｌｏｗｌｙ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｘｃｅｅｄｓ ４Ｏ℃ ．Ｔｈｅ ａｄｓｏｒ ｐｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｍｏｓｔｌｙ ｔｈｅｒ ｍ ｏｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｇａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏａ ｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｓ ｍ ｏｒｅ ｌｉｋｅｌｙ ｔｏ ｄｅｓｏｒｂ ｉｎｔｏ ａ ｆｒｅｅ ｇａｓ ｓｔａｔｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｃｏａｌ； ｇａｓ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ； ｈｉｇｈ ａｎｄ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ； ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａ ｍ ｉｃｓ
煤吸附甲烷能力的影响因素研究进展
煤岩显 微组 成包括 镜质 组 、 质组 、 惰 壳质组 三种 ， 其 中， 质组 是植 物 的根 茎 叶 ， 镜 在覆 水 的还 原条 件下 ， 经过 凝胶 化作用 而 成 ， 发分 产 率 很高 ； 质 组 是植 物 的根 挥 惰 茎 叶 ， 干燥 氧化 的条 件下 ， 过 丝 炭 化作 用 后 在 泥炭 在 经
沼泽 中沉 积下 来所形 成 ， 者 在泥 炭 表 面 经过 氧 化 、 或 碳
煤 岩粒径 的大 小决 定 了孔 隙 的大 小 ， 径越 小 ， 粒 相 同孔隙 度 的岩 石 的空 隙数 量 越 多 ， 比表 面积 越 大 ， 吸 而
附量与 比表 面积 成 正 相关 关 系 。张 天军 等＿采 集 了几 ６ ］ 种 高瓦斯 矿井 的煤 样 ， 分别 制 成 粒 径 大小 不 同的试 样 ， 进 行 吸附 甲烷 的实 验 ， 现 当孔 隙 直 径 大于 ０ ０６ 发 ． ９ｍｍ 时， 随着 粒 径 的 变小 ， 附 能 力增 加 ； 吸 当孔 隙直 径 小 于
影响， 但是 ， 根据 作者 对 于华 北 重要 矿 场 采 得 的煤 样 进 行 检测 、 分析之 后发 现 ， 氏体 积 和 兰 氏压 力 与灰 分 含 兰
量之 间没有 明显关联 ， 据 点 分 布规 律 性 不强 ， 需 要 数 还
目前关 于 中低 煤级 影 响煤 吸 附能 力 的研 究 可信 度
趋势。 １ ４ 灰分 ．
素， 姚艳斌等通过对华北重点矿区的煤岩测试 ， 得出 Ｒ 。 ＜ １１ 时 ， ． 随着煤 级 的 升高 ， 吸附 能力 增 长 迅 速 ， 之后 增 长逐 渐变缓 的趋 势 ｒ （ 图 ｌ 示 ） ３如 ］ 所 。王 可 新 等认 为
《温度冲击对无烟煤中甲烷吸附—解吸特性影响的实验研究》范文
《温度冲击对无烟煤中甲烷吸附—解吸特性影响的实验研究》篇一摘要：本研究针对温度冲击对无烟煤中甲烷吸附与解吸特性的影响进行了实验研究。
通过改变环境温度，观察无烟煤吸附和解吸甲烷过程中的变化规律，为煤矿瓦斯治理和煤层气开发提供理论依据。
本文详细介绍了实验方法、数据处理及分析，并得出相关结论。
一、引言随着煤炭资源的开采和利用，煤矿瓦斯问题日益受到关注。
无烟煤作为重要的煤炭资源之一，其甲烷吸附与解吸特性直接关系到煤矿安全生产和煤层气开发利用。
温度作为影响甲烷在无烟煤中吸附与解吸的重要因素，其变化对甲烷的运移规律具有重要影响。
因此，研究温度冲击对无烟煤中甲烷吸附—解吸特性的影响具有重要意义。
二、实验方法1. 实验材料：选用典型的无烟煤样品，保证其纯净度和均一性。
2. 实验装置：使用甲烷吸附—解吸实验装置，具备温度控制与数据采集功能。
3. 实验过程：首先对无烟煤样品进行预处理，然后在不同温度条件下进行甲烷吸附和解吸实验，记录相关数据。
三、实验结果与分析1. 温度对甲烷吸附特性的影响（1）随着温度的升高，无烟煤对甲烷的吸附量逐渐减少。
这是由于温度升高导致无烟煤分子活动加剧，孔隙结构发生变化，降低了对甲烷分子的吸附能力。
（2）在低温条件下，无烟煤的甲烷吸附能力较强，但随着温度的持续升高，吸附能力逐渐减弱。
这一现象在高温条件下尤为明显。
2. 温度对甲烷解吸特性的影响（1）在解吸过程中，随着温度的升高，甲烷从无烟煤中的解吸速度加快。
这是由于温度升高使得无烟煤分子与甲烷分子之间的作用力减弱，有利于甲烷分子的逸出。
（2）高温条件下，甲烷的解吸量较大，且解吸速度较快。
这为煤矿瓦斯治理提供了有利的条件。
四、数据处理与讨论通过对实验数据的处理与分析，我们得出以下结论：1. 温度是影响无烟煤中甲烷吸附与解吸特性的重要因素。
随着温度的升高，无烟煤对甲烷的吸附量逐渐减少，而解吸速度和解吸量则逐渐增加。
2. 在实际煤矿瓦斯治理和煤层气开发过程中，应充分考虑温度因素的影响，制定合理的瓦斯治理方案和煤层气开发策略。
《变压吸附法富集低浓度煤层气中甲烷的工艺与过程研究》范文
《变压吸附法富集低浓度煤层气中甲烷的工艺与过程研究》篇一一、引言随着煤层气的开采和利用逐渐增加，如何高效地提取和利用其中的甲烷成为了研究的热点。
煤层气主要由甲烷组成，但由于其浓度较低，直接利用存在一定困难。
变压吸附法作为一种有效的气体分离技术，被广泛应用于低浓度煤层气中甲烷的富集。
本文将详细探讨变压吸附法的工艺与过程，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、变压吸附法的基本原理变压吸附法是一种基于气体组分在吸附剂上吸附差异的气体分离技术。
在一定的压力下，甲烷分子与吸附剂表面发生物理或化学吸附，从而与其他组分分离。
随着压力的降低，甲烷分子被释放并得到富集。
该过程通过循环变换压力，实现对低浓度煤层气中甲烷的富集。
三、变压吸附法的工艺流程1. 原料气的预处理：对原始的煤层气进行除尘、脱水等预处理，以保证后续的吸附过程顺利进行。
2. 吸附过程：将预处理后的煤层气通过管道引入变压吸附装置中，在一定的压力和温度下进行吸附过程。
此过程中，甲烷分子被吸附剂吸附，而其他组分则被分离出来。
3. 压力变换：当吸附剂达到饱和状态时，通过降低压力使甲烷分子从吸附剂上解吸出来。
此过程中需注意保持温度和湿度的稳定，以减少能量损失。
4. 气体输出与回收：将解吸出的甲烷气体进行净化、提纯等后处理，以获得较高纯度的甲烷产品。
同时，对剩余的气体进行再循环或排放处理。
5. 吸附剂的再生：将吸附剂进行再生处理，以恢复其吸附能力，循环使用。
四、变压吸附法的关键技术1. 吸附剂的选择：选择具有高吸附能力、高选择性和高稳定性的吸附剂是关键。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等。
2. 操作条件的优化：包括操作压力、温度、湿度等参数的优化，以提高甲烷的富集效率和产品纯度。
3. 设备的维护与保养：定期对设备进行维护和保养，保证设备的正常运行和延长使用寿命。
五、结论变压吸附法作为一种有效的低浓度煤层气中甲烷富集技术，具有较高的实用性和广阔的应用前景。
本文通过对变压吸附法的基本原理、工艺流程及关键技术的分析，希望能为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
煤层气与页岩气吸附解吸的理论再认识
煤层气与页岩气吸附解吸的理论再认识一、本文概述随着全球能源需求的持续增长，煤层气和页岩气作为清洁、高效的能源替代品，正日益受到全球能源行业的关注。
然而，对于这两种非常规天然气的吸附解吸过程，目前学术界仍存在诸多争议和未解之谜。
本文旨在重新审视煤层气和页岩气吸附解吸的理论基础，探讨其吸附机理、影响因素及优化策略，以期为推动煤层气和页岩气的开发利用提供理论支撑和实践指导。
本文首先回顾了煤层气和页岩气吸附解吸研究的发展历程，梳理了国内外相关研究成果和争议点。
在此基础上，文章深入探讨了吸附解吸过程的理论基础，包括吸附机理、热力学和动力学特性等。
同时，文章还分析了影响吸附解吸过程的关键因素，如温度、压力、气体成分、岩石性质等，并探讨了这些因素之间的相互作用机制。
为了更深入地理解吸附解吸过程，本文还通过实验研究，对不同条件下的吸附解吸行为进行了详细观测和分析。
实验结果不仅验证了理论模型的正确性，还为优化煤层气和页岩气开发提供了有益参考。
文章总结了当前研究的不足之处，并对未来研究方向进行了展望。
通过本文的研究，我们期望能够为煤层气和页岩气的吸附解吸理论提供更加清晰的认识，为相关领域的科研和实践工作提供有力支持。
二、煤层气与页岩气吸附解吸的基本理论煤层气和页岩气作为重要的能源资源，其吸附解吸过程研究对于资源开采、产能预测和工程优化具有关键意义。
本节将深入探讨煤层气与页岩气吸附解吸的基本理论，旨在重新认识和理解其吸附解吸机制。
吸附是指气体分子在固体表面集中，形成吸附层的现象。
煤层和页岩中的有机质和无机质表面为气体分子提供了大量的吸附位点。
吸附过程主要受到两个力的影响：范德华力和化学键力。
范德华力是分子间普遍存在的一种弱相互作用力，而化学键力则是气体分子与固体表面原子之间的直接相互作用。
在煤层气和页岩气吸附中，范德华力占据主导地位。
解吸是吸附的逆过程，即气体分子从固体表面脱离并返回到气相中的过程。
解吸过程的发生需要克服吸附质与吸附剂之间的相互作用力。
不同煤的吸附性能及等量吸附热的变化规律
*本成果受国家 十五 重点科技攻关项目(2001BA605A)和973国家重点基础研究发展规划项目(2002CD211703)的资助。
作者简介:崔永君,1969年生,现在煤炭科学研究总院西安分院攻读博士学位,主要从事煤性质、煤炭加工与综合利用、煤层气实验测试技术等方面的科研咨询工作。
地址:(710054)西安市雁塔北路52号煤炭科学研究总院西安分院。
电话:(029)7862508。
E-mail:cyong jun@不同煤的吸附性能及等量吸附热的变化规律*煤炭科学研究总院西安分院 崔永君 张庆玲 杨锡禄不同煤级的煤有着不同的吸附特征,对此已取得了共识,但采用不同的样品和实验方法会得到不同的结论。
虽然各专家对不同煤级煤吸附性能的认识不同,但却都同意煤吸附甲烷属于物理吸附这一观点,并用Lang muir 方程描述压力和吸附量的关系。
目前不少学者仍采用Langmuir 参数来判断煤的吸附性能,但是这种方法存在着一定的缺陷,而本文探讨的由不同温度下的吸附实验计算出的吸附热,则有助于从热力学角度理解煤表面和甲烷分子的作用关系。
1.实验方法(1)平衡水分含量测试为了客观反映煤的吸附性能,等温吸附实验应尽量模拟煤的储层条件,包括储层温度、储层压力、煤的含水情况等。
一般认为储层条件下,煤是被水饱和的。
因此平衡水分条件下的吸附更接近实际情况,在本文中,也将以平衡水分条件下的煤样作为讨论对象。
平衡水分测试过程简述如下:称取煤样约40g,粒度为60~80目(0.25~0.20mm),在含有饱和K 2SO 4溶液的真空干燥器中进行水分平衡,湿度96%~97%、温度30 ,平衡时间5天左右。
(2)等温吸附实验平衡水分测试完成后,可进行等温吸附实验。
采用静态容量法,测试系统由样品缸、参考缸组成,经过平衡水分测试后的煤样放在样品缸内。
测试前,先在20~25 温度下用氦气测煤的体积,然后将样品缸温度调到所要求的温度,温度稳定后进行吸附量的测试。
煤等温吸附标准_概述说明以及解释
煤等温吸附标准概述说明以及解释1. 引言1.1 概述在能源领域中，煤是一种重要的化石能源资源，具有广泛的应用前景。
煤等温吸附是一个关键的性质指标，用于描述煤对气体或液体物质的吸附能力。
随着能源需求和环境保护意识的增强，对煤等温吸附特性进行准确评估和标准化已成为当务之急。
1.2 文章结构本文将首先介绍煤等温吸附标准的概念和背景，阐述其在能源、环境保护和工业生产中的重要性。
其次,将详细解释煤等温吸附标准的制定目的，并对其中内容和要点进行深入解读。
最后，通过实际应用案例分析来说明煤等温吸附标准在不同领域中的具体作用与进展，并针对当前存在的问题和不足进行讨论。
文章最后总结分析成果并展望未来研究方向。
1.3 目的本文旨在全面梳理并深入探讨煤等温吸附标准的概述、解释与应用。
通过对煤等温吸附标准的详细介绍，旨在加深读者对该标准的理解和认识，推动其在能源领域中的应用。
此外，本文也将分析其在环境保护和工业生产领域中的重要性，并探索未来研究方向，以期为相关领域的科学研究和实践提供参考依据。
2. 煤等温吸附标准概述2.1 煤的吸附特性煤是一种多孔材料，具有良好的吸附能力。
它可以通过等温吸附来吸附气体分子，包括但不限于甲烷、二氧化碳和氢等。
煤的吸附特性取决于其孔隙结构、表面活性和化学成分等因素。
2.2 温度对煤吸附的影响温度是影响煤等温吸附的重要因素之一。
随着温度的升高，煤样品孔隙中的气体分子会逐渐被释放出来，导致吸附量下降。
因此，了解和控制煤在不同温度下的吸附量对于合理利用煤资源和优化煤基产业具有重要意义。
2.3 吸附模型与测试方法为了评估和比较不同类型煤样品的等温吸附能力，需要建立相应的吸附模型和测试方法。
常用的模型包括Langmuir模型、Freundlich模型和Dubinin–Radushkevich（D-R）模型等。
而测定煤样品的吸附量常使用比表面积、吸附等温线和吸附容量等指标来描述。
总之，“煤等温吸附标准概述”部分介绍了煤的吸附特性，讨论了温度对煤吸附的影响，并简要介绍了常用的吸附模型与测试方法。
煤岩吸附高压甲烷的实验与模型研究
煤岩吸附高压甲烷的实验与模型研究
曾泉树1,2，高清春1,2，汪志明1,2*
1 中国石油大学 ( 北京 ) 油气资源与探测国家重点实验室，北京 102249 2 中国石油大学 ( 北京 ) 石油工程教育部重点实验室，北京 102249 * 通信作者, wellcompletion@
收稿日期: 2019-06-03 国家自然科学基金青年科学基金(51804317) 和国家自然科学基金面上项目(51974333) 联合资助
摘要 吸附是甲烷在煤层中的最主要赋存方式，约占 80%~90%。随开发进行，吸附态甲烷不断解吸，并将导致 煤岩基质收缩，表现为裂隙的张开和渗透率的改善。基于气体等温吸附仪，开展了不同盆地典型煤样对甲烷的 吸附能力测试，分析了甲烷吸附量随温度、压力和煤样工业分析指标的变化规律。认为吸附量随温度增加单调 递减，随压力增加先增大后略有降低，在 12~15 MPa 左右存在极大值。认为固定碳是煤样吸附甲烷的主要成分， 水分显著降低了煤样对甲烷的吸附能力。理论方面，对简化局部密度 (SLD) 理论中的流体状态方程和流固势能 函数进行了评价、优选，结合测试数据确定了模型中的特征参数，有效表征了甲烷在煤样上的吸附特征。结合 煤样的工业分析结果，建立了狭缝宽度、固固相互作用势能参数、表面积随煤样工业分析指标的变化关系式， 拟合误差分别为 3.9%、7.7% 和 10.4%。利用工业分析指标的吸附特征参数表征值计算了甲烷在活性炭上的吸附 量，与实验数据的平均相对误差均小于 10%，实现了 SLD 理论的推广应用。
©2016—2020 中国石油大学 ( 北京 ) 清华大学出版社有限公司
Abstract Coalbed methane (CBM) is mainly adsorbed within the coal matrix, accounting for 80%~90% of the total reserves. The adsorbed methane will desorb as CBM recovery processes, and the matrix will shrink, showing up as the opening of cleats and the improvement of cleat permeability. Based on gas adsorption isotherms, methane adsorption tests were conducted on several coal samples from different basins, and the influences of temperature, pressure, and proximate analysis results on adsorption capacity were further analyzed. The results show that the adsorption will decrease with temperature. The adsorption will first increase then decrease with pressure, and the maximum adsorption occurs at a pressure of around 10 MPa. In addition, fixed carbon is the effective component adsorbing methane, on the contrary, equibrilium water content will reduce the adsorption. The equation of state and potential energy function were evaluated to obtain the optimal simplified local density (SLD) theory, wherein three parameters should be determined by fitting the experimental results. The SLD theory can describe the methane
气体吸附量与温度的关系
气体吸附量与温度的关系
气体吸附量与温度之间存在着密切的关系，这一关系在物理和
化学领域都有着重要的应用和研究价值。
一般来说，随着温度的升高，气体的吸附量会减少。
这一现象可以通过理解吸附过程中的热
力学原理来解释。
首先，根据理论和实验结果，吸附过程可以分为物理吸附和化
学吸附两种类型。
在物理吸附中，气体分子以范德华力吸附在固体
表面上，而在化学吸附中，气体分子与固体表面发生化学键的形成。
不同类型的吸附在温度变化下表现出不同的特性。
对于物理吸附而言，随着温度的升高，气体分子的平均动能增加，使得分子能够克服吸附力离开固体表面，因此吸附量会减少。
这可以用Boltzmann分布和吸附平衡常数的温度依赖性来解释。
此外，随着温度升高，固体表面的结构也可能发生变化，从而影响吸
附过程。
在化学吸附中，温度的影响更为复杂。
一般情况下，化学吸附
是放热过程，因此随着温度升高，吸附量会减少。
然而，也有一些
特殊情况下，随着温度升高，化学吸附的活化能降低，使得吸附量
增加的情况。
除了热力学因素外，温度还会影响气体分子的扩散速率和动力学过程，从而对吸附量产生影响。
此外，温度还可能影响固体表面的活性位点的可用性，进而影响吸附量。
总的来说，气体吸附量与温度之间的关系是一个复杂而多面的问题，需要综合考虑热力学、动力学和表面化学等多种因素。
在实际应用中，我们需要对具体的吸附系统进行深入研究和分析，以了解温度对吸附量的影响规律，从而指导工程和科研实践。
温度对煤体瓦斯吸附量影响规律的试验研究
温度对煤体瓦斯吸附量影响规律的试验研究杨银磊;陈有强;高健勋;陈微【摘要】In order to study the changes of gas adsorption capacity and adsorption rate of coal with the temperature rise under the constant pressure, the coal samples with the particle size from 60 to 80 mesh taken from Anze Coal Mine were selected in the test. The isothermal adsorption lines of the coal samples and the relation curve of the adsorption capacity with time were successively tested at the temperature of 35 ℃, 50 ℃, 65 ℃, 80 ℃ and 105 ℃ and the pressure of 0. 6 MP a. The study showed that with the rise of temperature, the gas absorption capacity of coal decreased, the higher the temperature, the more obvious the trend was, and with the increase of time, the adsorption rate at each temperature gradually decreased. When the adsorption lasted for 200 min, the adsorption rate at each temperature was lower than 0. 005 cm3/(g·min), and then it decreased slowly. In the adsorption process, the higher the temperature, the lower the absorption rate at the same time.%为了研究恒压条件下,随着温度的升高煤吸附的瓦斯量以及吸附速率的变化情况,选取粒度为60~80目的安泽矿煤样,依次测试出煤样在压力0．6 MPa,温度为35、50、65、80、105℃条件下的等温吸附线,以及吸附量与时间的关系曲线。
煤层甲烷等温吸附拟合模型
煤层甲烷等温吸附拟合模型毋亚文;潘结南【摘要】我国煤层气储量较为丰富,只有更好的了解等温吸附曲线,才能更好估计最大吸附量及采收率等.为了找到更为合适的拟合方程,对单层吸附理论的代表模型Langmuir方程和以微孔填充理论为基础的DR方程进行对比研究,并针对4种不同煤阶(Ro,max介于0.60％～3.18％)煤样吸附甲烷的数据进行了拟合.结果表明:对Langmuir万程中的VL,pL先计算后拟合,可以使两参数的物理意义更加准确,方程拟合更有意义;对DR方程中的V0进行计算,能够提高其他参数拟合的准确性;对DR方程中的p0,引用虚拟饱和蒸气压的概念,并对比5种计算方法,得出Amankwah法最为合适.通过对比Langmuir和DR方程发现,DR方程的拟合效果更好,与实际数据更接近.%China is relatively rich in coalbed methane.A better estimation of maximum adsorption capacity and recovery ratio is based on a better understanding of isothermal adsorption curve.This paper is going to make a comparative study on Langmuir equation,the representative theory of monolayer adsorption theory,and DR equation,which is based on micropore filling theory on an attempt to find a more suitable model fitting equation.Data of the coal sample from four different coal ranks (R from 0.60％ to 3.18％) are fitted.The result shows that VL and PL would be more accurate in physical significance and the equation fitting would be more meaningful if the two parameters are calculated before fitted;the accuracy of other parameters is improved while Vo in DR equation is calculated;and Amankwah method is the most suitable method for calculating P0 after a comparison of five calculation methods byintroducing the concept of virtual saturated vapor pressure.DR equation works better in fitting effect and comes nearer to the actual data after a comparison between Langmuir and DR equation.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2017(042)0z2【总页数】7页(P452-458)【关键词】煤层气;等温吸附;Langmuir方程;DR方程【作者】毋亚文;潘结南【作者单位】河南理工大学资源环境学院,河南焦作454003;中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作454003;河南理工大学资源环境学院,河南焦作454003;中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作454003【正文语种】中文【中图分类】P618.11根据国土资源部新一轮油气资源评价结果，我国五大聚气区带，38个含煤盆地，68个聚煤单元，2 000 m以浅的煤层气资源量约为36.8×1012 m3[1]。
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煤 对 甲烷 的 吸 附 受 多 种 因 素制 约 ， 其 中温 度 对 其 影 响 争 议 较 大 ， 主要原 因在 于对温度 的影 响认识不 清 ， 尤
其是温度压力综合效应 以及低 温状 态下 （ Ｔ＜ ０℃ ） 的影 响。文章根据不 同温度下 甲烷 的吸附特征 ， 综合论 述 了温度对煤吸 附甲烷 的解 吸特征 、 吸 附热 、 孔 隙扩散 和吸附理论 模 型等方 面的影 响规律 ， 温度 的研究 范 围主要集 中在 １ Ｏ一８ ０ ， 对 于低 温条件下 的吸附特 征 ， 文献 中鲜 有报导 。为更进 一步认识 温度 的影响 规 律． 有必要 扩展温度的研究范 围， 探 索低 温条件下 甲烷 的吸附 特性 ， 为现有 煤层气 浓缩 技术提供新 的研 究
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２ ． 国土资源部煤炭资源勘查 与综合利用 重点实验室 ， 陕西 西安
３ ． 陕 西 煤 田地 质 勘 查 研 究 院 有 限 公 司 ，陕 西 西安
７ １ ０ ０ ５ ４ ；
７ １ ０ ０ ５ ４ ）
摘Leabharlann 要： 我 国煤层气 资源丰富 ， 但是在煤 炭开采过程中大量低浓度煤层气 的排 空 ， 致使其 综合利用 率偏低 。
总第 １ ８ ７期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５—２ ７ ９ ８ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ３ ． Ｏ Ｏ ４
温 度 对 煤 吸 附 甲 烷 的 影 响 研 究 进 展
贾雪梅 ， 蔺亚 兵 ，
（ １ ． 陕西能源职业技术 学院 地 质测量系， 陕西 成 阳 ７ １ ２ ０ ０ ０ ；
思路 。
关键词 ： 煤； 温度 ； 甲烷 ； 吸附 ； 浓 缩 中 图分 类号 ： Ｔ Ｄ ７ １ ２ ． ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ５ — ２ ７ ９ ８ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ３ — ０ ０ １ １ — ０ ３
Ｔｈ ｅ Ｔｅ ｍ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｉ ｎ ｌｕ ｆ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ Ｃｏ ａ ｌ Ｍ ｅ ｔ ｈ ａ ｎｅ Ａｄ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ
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