煤岩电磁改性过程中温度的变化及其影响

对交变电磁场作用下煤岩电磁改性特征及在该过程中的温度变化进行了研究.结果表明不同频率的交变电磁场作用下,煤岩吸附CO2仍旧符合Langmiur方程;温度对煤岩电磁改性过程中的吸附量的变化有重要影响.     

煤表面电磁改性红外光谱实验研究

用建立的煤表面电磁改性实验系统对焦作朱村矿无烟煤的电磁表面改性特征进行了研究．结果表明，在不同频率的交变电磁场作用下，煤对甲烷等矿井常见气体的吸附能力明显减弱，主要表现为Langmuir吸附常数b值的降低，是一种典型的表面改性现象．开展了改性前后煤表面的傅立叶红外光谱分析，结果证明，煤表面电磁改性具有时间效应，电磁场不能永久地改变煤的内部基团微观结构。     

正弦波电磁场对瓦斯吸附常数的影响规律

对不同变质程度煤瓦斯吸附常数a、b值的电磁效应进行了实验研究．研究表明，正弦波电磁场作用对吸附常数a值影响不大，可以明显的减小吸附常数b值．吸附常数b值随电磁场频率的增高成负指数幂减小，随电磁场电压的升高成线形减小．外加电磁场作用可以降低煤对瓦斯的吸附能力和吸附量．     

感应耦合气体放电的理论模型

本文提出了低气压下无极感应耦合气体放电的一维理论模型。放电为磁场激励,稳定的等离子体由交变电磁场所维持,等离子体密度分布和电子温度由折合半径所确定,密度绝对值由电磁功率所确定。文中还讨论了放电系统等效电路的一些性质。     

日全食对大地电磁场影响的研究

大地电磁测深法（Magnetotelluric,MT）是利用空间中分布广泛,频率范围很宽（10^-4～10^4Hz）的天然交变电磁场进行测量的一种频率域电磁测深法。其所直接测量的天然大地电磁场具有结构复杂性,随时间空间变化的多变性,所以研究大地电磁场的成因,组成及变化对提高大地电磁测深法的精度具有重要意义。本文通过对2009年7月22日日全食期间在武汉近郊采集的MT数据来分析研究日食效应对大地电磁场的影响,其特征表现为：①大地电磁场振幅极小值出现在食甚前约2h。②日食期间大地电磁场振幅与变化幅度都会减弱。③日食活动主要影响4～0．1Hz范围内的电磁波。     

地球交变电磁场法应用研究新进展

20世纪50年代以来,交变电磁场法的研究和应用得到很快的发展,至今已发展成地球电磁法或电磁地球物理学中主要的一类方法。交变电磁法包含有几十种分支技术,是以电磁感应原理为物理基础,属于扩散电磁场的范畴,在油气、金属矿和非金属矿、地下水、地热探测、工程探查,环境和地震灾害监测等领域有着广泛的应用。本文在介绍交变电磁场法测深物理基础和技术特点的基础上,概述了其在陆地、海洋、空中和地震应用等领域的最新进展及其发展趋势。     

磁场作用下苯并三氮唑对黄铜的缓蚀性能研究

采用极化曲线和交流阻抗谱研究了苯并三氮唑(BTA)对黄铜/模拟水腐蚀体系的缓蚀作用,以及电磁场作用下BTA对黄铜电极缓蚀性能的变化.结果显示,BTA对该体系有较好的缓蚀作用;电磁处理和BTA联合作用时,腐蚀电流密度较缓蚀剂单独作用时进一步下降;电磁处理促进了缓蚀剂BTA在金属表面的吸附;在一定时间范围内,磁处理时间越长,BTA对黄铜电极的缓蚀性能越好.     

孔隙压力与水分综合作用的煤岩渗透率演化规律

为探究孔隙压力与水分变化引起的煤基质压缩体积变化及其对煤岩渗透率的影响规律,采用液氮吸附实验和压汞实验结合的方法计算煤基质压缩系数,并分析煤岩孔隙结构特征.开展不同含水率条件下孔隙压力升高的煤岩渗流实验,构建考虑水分和孔隙压力综合作用的渗透率模型,体现煤岩孔隙结构和瓦斯渗流的关联性.结果表明:煤基质压缩系数可使煤岩压缩体积变化量化,而且煤岩渗透率与孔隙压力呈指数函数关系.孔隙压力恒定时,渗透率随含水率的增大而减小.对比分析渗透率模型计算的压缩系数与孔隙结构实验计算值,说明孔隙结构对煤岩吸附及渗透特性有控制作用.     

改性稻草秸秆对重金属铅的吸附性能研究

采用Na OH预处理和高锰酸钾氧化对稻草秸秆进行改性,通过扫描电镜观测和红外光谱表征分析,平衡吸附法对比实验,探讨在不同固液比、p H、吸附时间、温度、初始浓度、Cu2+、Cr3+等条件下,改性前后秸秆对Pb2+的吸附影响。结果表明,改性使得秸秆分子结构和表观发生了明显的变化,其活性和可及度相应增加;吸附平衡量由6.31 mg·g-1提高至9.11 mg·g-1;吸附过程符合Langmuuir模型和准二级动力学模型;Cu2+、Cr3+对Pb2+吸附起拮抗作用。     

晋城无烟煤煤中CH4和CO2运移规律研究

基于三轴应力条件下,煤岩有效应力、吸附膨胀量和渗透率的一体测试,研究了晋城无烟煤吸附甲烷和二氧化碳后,渗透性随有效应力改变和煤岩吸附膨胀效应的变化规律.认为煤岩吸附膨胀量和孔隙压力的关系可用兰氏方程描述;煤岩渗透性同有效应力、吸附膨胀量均呈负指数函数关系,同时结果表明:甲烷和二氧化碳在晋城无烟煤中的扩散方式不同,煤岩对甲烷的吸附膨胀符合单孔气体扩散模型,而对二氧化碳的吸附膨胀符合双孔气体扩散模型,且甲烷的吸附膨胀速率小于二氧化碳的吸附膨胀速率;煤岩饱和吸附后,各孔隙压力条件下的初始渗透率与孔隙压力呈幂函数关系减小.针对晋城无烟煤,同等条件下煤岩吸附甲烷后的渗透率为吸附二氧化碳后渗透率的1.14～1.51倍,大部分在1.30倍左右.     

高含水煤样的多元混合气体的吸附分析

对高含水煤样进行了三元混合气体（CH4,CO2,N2均为33．3％）的高压等温吸附试验,得出等温吸附曲线,并分析了三元混合气体在吸附过程中各组分体积分数的变化规律．结果表明,吸附曲线在煤样含水量高于5％时不遵循超出煤样平衡水分范围曲线不再变化的规律,而是吸附量低得多;吸附过程中各组分的体积分数是实时变化的,吸附能力强的气体吸附速率先快后慢,吸附能力弱的气体吸附速率先慢后快;在高压时吸附曲线没有明显变化．为更科学地计算煤层气资源量和可采潜力提供参考．     

CO2 isothermal adsorption models of coal in the Haishiwan Coalfield

Since the capacity of CO2 adsorption of coal is a key factor in coal and CO2 outbursts,an experimental study was carded out on CO2 isothermal adsorption with high-pressure volumetry with dry coal samples from the No.2 coal seam in the Haishiwan Coalfield.Four different equations (Langmuir,BET,D-R and D-A) were used to fit the experimental data.We discuss adsorption mechanisms.The results show that the amount of CO2 adsorption increases rapidly under low relative pressure,i.e.,the ratio of equilibrium pressure and saturated vapor pressure,which indicates that molecular layer adsorption or micropore filling may occur in coal.No clear equilibrium state was observed on the isothermal adsorption curves under relative pressure (P/P0) ranging from 0 to 0.8.The fitted results show that the accuracy of the D-A equation is highest with n=1.Micropores are more developed in coal by comparing the BET equation with a pressure mercury injection method on the surface area.The D-A equation (n=l) provides the best fit.By comparing the calculated specific surface area of the BET equation and the mercury intrusion method,it is found that micropore adsorption of CO2 occupies a dominant position.     

煤吸附瓦斯过程温度变化的试验研究

在实验室对不同瓦斯（ＣＯ２,Ｃ４,Ｎ２等）吸附过程中煤体温度的变化进行了研究,证实煤体吸附瓦斯的过程是放热过程;煤体吸附不同的瓦斯时,放出的热量不同：吸附ＣＯ２时最大,ＣＨ４次之,Ｎ２最小;煤对其吸附能力超强的瓦斯,吸附时放出的热量越大,对于同一种瓦斯,吸附的瓦斯压力越大,即瓦斯附量越大,吸附过程放出的热量越大。     

Mechanism of CO2 enhanced CBM recovery in China: a review

Permeability of coal reservoirs in China is in general low. Injection of CO2 into coal seams is one of the potential ap-proaches for enhancing coalbed methane (CBM) production. The feasibility of this technology has been investigated in China since the 1990s. Advances in mechanism of CO2 enhanced CBM recovery (CO2-ECBM) in China are reviewed in light of certain aspects,such as the competitive multi-component gas adsorption, sorption-induced coal swelling/shrinkage and its potential effect on CBM production and numerical simulation for CO2-ECBM recovery. Newer investigations for improving the technology are discussed. It is suggested that a comprehensive feasibility demonstration in terms of geology, technology, economics and environment-carrying capacity is necessary for a successful application of the technology for CBM recovery in China. The demonstration should be car-ried out after more investigations into such facets as the control of coal components and structure to a competitive multi-component-gas adsorption, the behavior and essence of super-critical adsorption by coal of gas, environmental and safe feasi-bility of coal mining after CO2 injection and more extensive pilot tests for CO2-ECBM recovery.     

Adsorption and desorption on coals for CO2 sequestration

Adsorption and desorption of carbon dioxide, methane and other gases on coals has been investigated experimentally using representative Zhongliangshan coals. Gas adsorption is one of the major concerns for both CO2 sequestration and methane recovery processes. The experiments were carried out using both single and multi-component mixtures at 25 ℃ and 30 ℃ with the highest pressure of 12 MPa. The coal was under moisture equilibrated conditions. This provides experimental data from which a predictive assessment of CO2 sequestration and/or methane recovery can be conducted. The results show that for pure gasses the CH4 adsorption capacity is higher than the N2 adsorption capacity but lower than the CO2 adsorption capacity. Injection of CO2 or other gases into the coal significantly affects CH4 desorption. This allows the enhancement of CH4 recovery from the coals, thus supplying more clean energy while sequestering significant amounts of CO2 thereby reducing the greenhouse effect from human beings.     

基于固气耦合的煤岩-瓦斯二相介质相似材料及其力学特性

含瓦斯煤是具有多孔特性和气固耦合特性的二相介质复合材料。为了精准模拟含瓦斯煤的物理力学属性,基于相似准则和主控参数相似比尺,进行了80余组材料配比试验和力学参数试验,研制了煤岩-瓦斯二相介质相似材料。对比了相似材料和原煤的相似性,并基于新材料进行了三维煤与瓦斯突出相似模拟试验。主要结论如下：1）煤粉和腐殖酸钠水溶液为骨料和胶结剂配制的煤岩相似材料的弹塑性参数和吸附性参数均与原煤相似;2）适当体积比的CO2和N2二元混合气体的膨胀能和CH4膨胀能一致,CO2和N2二元混合气体可作为CH4相似气体,且安全性高;3）研制的煤岩-瓦斯二相介质相似材料与含瓦斯原煤的物理力学参数具有高度相似性,实现了气固耦合特性模拟;4）三维物理模拟试验再现了石门揭煤引发煤与瓦斯突出现象,得到与现场接近的突出孔洞形态和突出粉煤质量,验证了相似材料的合理性,也为进一步研究煤与瓦斯突出规律,监测突出前兆信息提供了科学手段。     

不同粒度的煤样等温吸附研究

根据不同粒度的干燥煤样、含平衡水煤样的等温吸附实验，结合压汞法对煤样孔隙结构的测试实验，分析了粒度变化对孔隙结构的影响，探讨了粒度和孔隙结构变化对干燥煤样和含平衡水煤样吸附甲烷的影响及其作用机理．研究结果表明：实验范围内的粒度对干燥煤样吸附甲烷气体的影响只是在吸附时间上。而对含平衡水煤样的同等压力下吸附的甲烷量、Langmuir压力参数(pL)和吸附时间都有明显影响，但对Langmuir体积参数(VL)影响不大，并根据实验中出现的到了某一压力之后随着压力增大煤样吸附量下降的现象，研究认为Langmuir等温吸附模型已不适用，需要建立一种新的等温吸附理论模型。     

煤粉富氧燃烧着火模式判断和动力学参数分析

为了能够更深入地了解煤粉在富氧气氛下的燃烧机理,尤其是煤粉富氧着火模式的判断,在热重分析仪上,模拟了不同氧气体积分数下的煤粉富氧燃烧过程.选取5个不同的氧气体积分数:21%、40%、60%、80%和100%,并且模拟了2种气氛下(N2/O2,CO2/O2)和不同颗粒大小的煤粉的富氧燃烧过程.并根据普适积分法,计算了煤粉的活化能和指前因子.提出了一种根据TG-DTG曲线判断煤粉着火模式的新方法,它使得煤粉着火模式的判断更为准确.研究发现,在CO2/O2气氛下的富氧燃烧过程中,当煤粉粒径小于40μm时,煤粉发生非均相着火;当煤粉粒径大于200μm时,煤粉发生均相着火.大颗粒比小颗粒受氧气体积分数变化的影响要大.     

O_2/CO_2煤粉锅炉炉膛实时仿真模型研究

基于O2/CO2燃烧方式的烟气成分和换热特点,建立了炉内辐射换热过程的动态数学模型。以某300MW O2/CO2煤粉锅炉概念设计中的炉膛为研究对象,进行了BMCR工况下的静态仿真计算、O2/CO2容积比和摆角扰动试验。仿真结果表明,所建立的模型运行稳定,动态变化趋势合理,可为O2/CO2煤粉锅炉炉膛的控制系统设计和机组运行提供参考。