沁水盆地南部深部煤层超临界CO2吸附特征及其控制因素

沁水盆地南部深部煤层超临界CO₂吸附特征及其控制因素

作者

刘会虎吴海燕徐宏杰兰天贺
单位

淮南矿业（集团）有限责任公司深部煤层开采和环境保护国家重点实验室安徽理工大学地球与环境学院安徽理工大学外国语学院
摘要

为揭示深部煤层超临界CO2（ScCO2）吸附特征及其控制机理,以沁水盆地南部余吾矿、寺河矿、成庄矿的3号煤为研究对象,通过自制等温吸附仪进行了不同温度（45℃,62.5℃,80℃）、最高压力达到CO2超临界压力以上时的等温吸附实验。研究结果表明:高温高压条件下ScCO2吸附曲线不同于常温常压下CO2吸附曲线,随压力升高ScCO2过剩吸附量和绝对吸附量分别呈4段式和3段式变化,ScCO2达到过剩吸附量峰值出现的压力点具有随温度升高向高压增高的特征;ScCO2过剩吸附量远低于绝对吸附量,无法采用Langmuir吸附模型进行解释;温度对ScCO2吸附抑制明显,水分对ScCO2吸附没有起到抑制作用,灰分含量较高对ScCO2吸附量有明显抑制作用,煤中高镜质组含量和高Rmax对ScCO2吸附具有较明显的促进作用;超临界状态下煤对ScCO2的吸附量大小由微孔和过渡孔所控制,且与微孔比表面积大小有关,高变质煤对ScCO2的吸附能力降低可能是因微孔中矿物充填所致。
关键词

深部煤层超临界CO2(ScCO2)吸附过剩吸附量绝对吸附量影响因素
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(41330638,41727801)；中国博士后科学基金项目(2016M601992)；安徽省博士后研究人员科研活动经费资助项目(2017B171)~~；
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