为探究CO2、O2在煤体中的吸附特性及扩散规律,采用巨正则系综蒙特卡洛和分子动力学方法对CO2、O2气体在不同摩尔比、温度和压力下煤体中的吸附及扩散过程进行了模拟研究。结果表明:在煤体中CO2呈簇状聚合分布,O2呈点状分散分布;在同等条件下,吸附量、等量吸附热、平均质量密度、吸附选择性均为CO2大于O2;随着CO2的摩尔比增加,CO2的吸附量、等量吸附热和扩散系数呈增加趋势。CO2的质量密度随摩尔分数的增加而增大,但CO2的摩尔分数过量增加,会导致O2扩散系数增大;随着压力增大,CO2的吸附选择性系数从7.67降低至3.69。O2的吸附性弱于CO2,扩散呈降低趋势,而CO2的扩散呈升高趋势;温度升高会弱化煤体对CO2和O2气体的吸附能力,但对O2和CO2扩散有显著促进效果,较高的温度有助于两气体的扩散,加速从煤体中脱附,扩散系数呈升高趋势。研究结果可为煤自燃等灾害事故的防治提供参考。

贾廷贵,吴兴玉,曲国娜.常压下CO2和O2在煤体中吸附特性及扩散规律分子模拟研究[J/OL].矿业科学学报,1-11[2024-11-27].https://doi.org/10.19606/j.cnki.jmst.2024910.