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2021年第11期
2021-11-22
124

不同宏观煤岩组分润湿性差异及对甲烷吸附解吸的影响

  • 作者:

    陈跃
    马卓远
    马东民
    李卫波
    李国富
    杨甫
    郑超
    滕金祥
    伋雨松
  • 关键词:

    煤岩组分
    润湿性
    活性剂
    吸附能力
    解吸效率
  • 作者单位:

    西安科技大学 地质与环境学院
    陕西省地质科技中心
    煤与煤层气共采技术国家重点实验室
    自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室

摘要

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摘要:

煤的润湿性是煤-水界面作用体现,也是影响甲烷吸附/解吸的重要因素。为了分析不同宏观煤岩组分润湿性差异及对甲烷吸附/解吸的影响,基于大佛寺井田4号煤不同类型镜煤、暗煤样品(空气干燥基样、平衡水样及不同活性剂改性后煤样)润湿性及甲烷吸附/解吸实验结果,分析不同宏观煤岩组分润湿性差异及其对吸附/解吸的影响。结果表明,煤-水接触角均小于90°,具亲水性,镜煤为66.9°,暗煤为61.2°,暗煤润湿性比镜煤好。不同活性剂溶液对煤样处理后润湿性由差到好依次为G502样(疏水性)、6501样、LAS样、JFC样,G502促使煤润湿反转,镜煤和暗煤接触角分别增大至98.8°、90.3°,其他3种活性剂均可改善煤的润湿性,接触角最低降至32.5°。相较于暗煤,镜煤的微孔隙相对发育,占比高达80%,孔隙连通性差,润湿性差,吸附甲烷能力较强,但甲烷解吸效率低于暗煤。煤的润湿性与吸附甲烷的能力负相关,不同样品饱和吸附量为5.63~26.98 cm3/g,G502样、空气干燥样、平衡水样、6501样、JFC样、LAS样吸附能力依次变弱。解吸能力则与润湿性呈正相关,解吸能力由低到高依次为G502样、6501样、JFC样、LAS样。煤的润湿性越好,煤-水界面分子作用越强,煤基质表面易被大量水分子占据,水、甲烷分子竞争吸附,煤吸附甲烷能力变弱,但同时也促进了甲烷解吸。

  • 不同润湿性样品解吸滞后率的变化
  • 不同润湿性煤样甲烷解吸率
  • 不同润湿性煤样甲烷置换率绝对值变化
  • 不同润湿性煤样甲烷置换量变化
  • 不同润湿性样品吸附、解吸曲线
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陈跃,马卓远,马东民,等.不同宏观煤岩组分润湿性差异及对甲烷吸附解吸的影响[J].煤炭科学技术,2021,49(11):47-55. CHEN Yue,MA Zhuoyuan,MA Dongmin,et al.Effects of wettability differences of different macroscopic composition of coal on methane adsorption and desorption[J].Coal Science and Technology,2021,49(11):47-55.

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