低中煤级构造煤超临界甲烷吸附特性及吸附模型适用性 |
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引用本文: | 宋昱,姜波,李明,刘杰刚,刘和武.低中煤级构造煤超临界甲烷吸附特性及吸附模型适用性[J].煤炭学报,2017,42(8):2063-2073. |
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作者姓名: | 宋昱 姜波 李明 刘杰刚 刘和武 |
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作者单位: | 1.中国矿业大学 资源与地球科学学院,江苏 徐州 221116; 2.中国矿业大学 煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室,江苏 徐州 221008 |
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基金项目: | 国家自然科学基金重点资助项目(41430317);国家科技重大专项资助项目(2016ZX05044001-02) |
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摘 要: | 综合分析了低中煤级构造煤甲烷超临界吸附特性,以及常用的吸附理论及其扩展模型对构造煤的适用性。Ⅰ类模型对最大吸附量(V_m)的拟合方差平均值表现为原生碎裂碎斑片状揉皱碎粒鳞片糜棱煤,其中T和L-F对原生煤和脆性构造煤的V_m拟合效果较好。Ⅱ类模型对构造煤V_m的拟合方差高于Ⅰ类模型,其中T-BET-1和T-BET-2不适合于鳞片煤。Ⅲ类模型的拟合方差平均值表现为:碎斑碎裂原生碎粒揉皱鳞片糜棱煤,拟合偏差低于Ⅰ和Ⅱ类模型,其中DR1~DR3和DA-3模型可以有效计算鳞片煤和揉皱煤的V_m。DR1~DR3可以较好的反映糜棱煤的V_m。随着构造变形的增强,Ⅲ类模型的吸附饱和度逐渐增高,由单分子层不饱和吸附(原生、碎裂、碎斑),逐渐过渡为单分子层饱和吸附(碎粒、片状煤),再过渡为多分子层吸附(鳞片、揉皱、糜棱煤)。原生煤及构造煤吸附势(0~13 kJ/mol)分布均随着吸附空间的增大而逐渐降低。在达到最大吸附量时,吸附空间表现为原生≈碎裂碎斑碎粒≈片状揉皱糜棱≈鳞片煤。拟合偏差分析表明:E-L,L-F,L和T,对碎粒煤适应性最强;L,F,T和E-L适合于鳞片煤;L,F,E-L,TBET-3,DR1,DR2适合于揉皱煤;而模型F和T适合于糜棱煤。
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关 键 词: | 构造煤 等温吸附 吸附模型 吸附适用性 |
收稿时间: | 2016-12-28 |
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