• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于分子模拟方法的温度对软硬无烟煤吸附甲烷特性的影响研究
  • 作者

    许江涛

  • 单位

    中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室

  • 摘要

    以软、硬无烟煤为研究对象,基于分子模拟技术建立了煤大分子结构模型,模拟了293.15~333.15 K条件下4组煤样的甲烷吸附情况,据此分析了温度对无烟煤吸附参数的影响差异,计算了4组煤样的吸附热,进一步分析了温度效应下煤层瓦斯含量计算方程。结果表明:随着温度的升高,软、硬无烟煤的Langmuir体积不断降低而Langmuir压力呈上升趋势,其中4组煤样的Langmuir体积在30~40℃条件下变化最敏感,软煤的Langmuir压力受温度影响更显著;4组煤样的吸附热均在15 k J/mol左右,研究发现煤大分子超晶胞结构模型研究软、硬无烟煤的甲烷吸附特性是可行的,并且软煤的吸附热高于硬煤;软、硬无烟煤的温度影响系数与温度均可用指数方程表征,其中温度影响程度系数n与甲烷压力的关系满足幂函数形式,同时软媒的温度影响系数小于硬煤,温度对软煤的瓦斯吸附量影响更突出。

  • 关键词

    温度无烟煤Langmuir体积吸附热分子模拟

  • 基金项目(Foundation)
    辽宁省自然科学基金资助项目(2019-ZD-0906); 中煤科工集团沈阳研究院创新引导资助项目(SYYD-21WS-002)
  • 文章目录

    1 模型构建与模拟方法

        1.1 煤分子模型构建

        1.2 计算方法

    2 分子模拟试验结果

    3 分析与讨论

        3.1 温度对吸附参数的影响

        3.2 吸附热

        3.3 温度效应下煤层瓦斯含量计算

        3.4 工程研究价值

    4 结论

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