构造煤吸附CH4的特征及其吸附热力学研究

基于构造煤宏观结构分析，利用低温氮气吸脱附、高压CH₄吸附实验，结合分形、等量吸附热和吸附势理论，分析不同变形程度无烟煤表面异质性、热力学特性，探讨造成其变化趋势的根本原因。结果表明：随变形程度的增加，构造煤的吸附量大小顺序为糜棱煤>碎裂煤>碎粒煤。运用分形理论对构造煤的表面和孔结构分形维数的研究，发现碎粒煤的孔结构最复杂。构造煤的表面异质性随着变形的发生，不断减小。随着煤样等温吸附量的增加，碎粒煤的吸附热呈现逐渐增大的趋势，然而碎裂煤和糜棱煤则呈现减小的趋势，引起不同变化的原因为范德华力和毛细管力。吸附势与吸附体积呈反比例关系，与构造煤表面的孔隙结构的比表面积的变化趋势一致，与煤脂肪烃和含氧官能团等小分子不断脱落有关。对构造煤吸附变化的深入剖析为研究煤与CH₄的作用机理提供相关基础数据。