内蒙古铁北煤矿褐煤的CO2/CH4/N2竞争吸附微观特性研究

煤炭转化
网络首发时间：2024-06-27 17:04:35

作者

贾进章肖聆伊
单位

辽宁工程技术大学安全科学与工程学院辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室
摘要

为研究煤对CO2，CH4和N2混合气体的竞争吸附特性及微观机理，以内蒙古铁北煤矿褐煤作为研究对象，采用元素分析、固体13C核磁共振光谱(13C NMR)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射分析(XRD)等实验分析构建了铁北煤矿褐煤大分子结构模型。基于构建的分子结构模型进行了CO2，CH4和N2在内蒙古铁北煤矿褐煤分子结构模型中吸附行为的分子模拟研究以及不同比例CO2/CH4和CH4/N2二元组分混合气体竞争吸附行为的分子模拟研究。结果表明：铁北煤矿褐煤的芳碳率为51.98%，芳香结构主要以苯和萘为主，氧元素存在于酚、醚、羰基和羧基中，含氮结构主要以吡咯和吡啶的形式存在，硫元素主要存在于噻吩硫中，芳烃取代方式主要为三取代形式。芳香桥头碳与周边碳的比值Xbp为0.14。铁北煤矿褐煤大分子结构模型的分子式为C190H200O57N2。单组分气体CO2/CH4/N2的吸附量、等量吸附热皆随温度的升高而减小，温度升高对CO2吸附量、吸附热影响最大，CH4次之，N2最小。在CO2/CH4，CH4/N2混合气体中，单组分气体的分压越大该气体的吸附量越大。CH4与CO2的等量吸附热差值大于CH4与N2的等量吸附热差值。
关键词

煤分子模型竞争吸附吸附热分子模拟吸附量
文章目录

0 引言
1 材料与方法
1.1 煤样准备
13C NMR)分析'>1.2 固体核磁共振光谱(13C NMR)分析
1.3 傅里叶红外光谱(FTIR)分析
1.4 X射线光电子能谱(XPS)分析
1.5 X射线衍射(XRD)分析
1.6 模型构建与优化
2 结果与讨论
13C NMR分析'>2.1 13C NMR分析
2.2 FTIR分析
2.3 XPS分析
2.4 XRD分析
2.5 铁北褐煤分子模型
2/CH4/N2单组分气体在铁北煤矿褐煤分子结构模型中的吸附量和吸附热研究'>2.6 CO2/CH4/N2单组分气体在铁北煤矿褐煤分子结构模型中的吸附量和吸附热研究
2/CH4混合气体及CH4/N2混合气体在铁北煤矿褐煤分子结构模型中的竞争吸附特性'>2.7 CO2/CH4混合气体及CH4/N2混合气体在铁北煤矿褐煤分子结构模型中的竞争吸附特性
3 结论