不同变质程度煤的吸附能力与吸附热力学特征分析.PDF

　 第４２卷第６期 煤 炭 科 学 技 术 Ｖｏｌ４２　 Ｎｏ６　 　 ２０１４年 ６月 Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｊｕｎｅ　 ２０１４　 不同变质程度煤的吸附能力与吸附热力学特征分析 １ꎬ２ １ꎬ２ꎬ３ １ꎬ２ 卢守青 ꎬ王　 亮 ꎬ秦立明 (１ 中国矿业大学 煤矿瓦斯治理国家工程研究中心ꎬ江苏 徐州　 ２２１１１６ꎻ２ 中国矿业大学 安全工程学院ꎬ江苏 徐州　 ２２１１１６ꎻ ３ 中国矿业大学 煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室ꎬ江苏 徐州　 ２２１１１６) 摘　 要:以４种不同变质程度的煤为研究对象ꎬ在实验室基础参数测定和不同温度下的吸附试验基础 上ꎬ利用Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附动力学方程和热力学理论ꎬ构建了表面自由能变化值和等量吸附热的三维计 算模型ꎬ进而分析了不同变质程度煤的吸附能力与吸附热力学特征ꎮ 结果表明:煤的表面自由能变化 值随着压力的增加先迅速增加后缓慢增加ꎬ随着温度的增加而减小ꎬ煤的表面自由能变化值从大到小 依次为焦煤、肥煤、长焰煤、无烟煤ꎬ单位面积的吸附量随着变质程度的变化关系也是如此ꎻ煤的吸附 能力和比表面积均呈现先减小后增加的Ｕ型趋势ꎬ从大到小依次为无烟煤、长焰煤、肥煤、焦煤ꎬ煤的 变质程度主要是通过比表面积来影响煤的吸附能力ꎻ煤的等量吸附热随着吸附量的增加而变大ꎬ随着 温度的升高也变大ꎬ初始等量吸附热随变质程度的增加而逐渐增加ꎬ从大到小依次为无烟煤、焦煤、肥 煤、长焰煤ꎮ 关键词:煤的变质程度ꎻ吸附能力ꎻ表面自由能变化值ꎻ等量吸附热 － － － 中图分类号:ＴＤ７１２６　 　 　 文献标志码:Ａ　 　 　 文章编号:０２５３ ２３３６(２０１４)０６ ０１３０ ０６ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃ Ｄｅｇｒｅｅ Ｃｏａｌｓ １ꎬ２ １ꎬ２ꎬ３ １ꎬ２ ＬＵ Ｓｈｏｕ￣ｑｉｎｇ ꎬＷＡＮＧ Ｌｉａｎｇ ꎬＱＩＮ Ｌｉ￣ｍｉｎｇ (１.Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｃｏａｌ Ｇａｓ ＣｏｎｔｒｏｌꎬＣｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ＆ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＸｕｚｈｏｕ　 ２２１１１６ꎬＣｈｉｎａꎻ ２.Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｓａｆｅｔｙ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＣｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ＆ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＸｕｚｈｏｕ　 ２２１１１６ꎬＣｈｉｎａꎻ ３.Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇａｓ ａｎｄ Ｆｉｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｆｏｒ ＣｏａｌＭｉｎｅꎬＣｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ＆ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＸｕｚｈｏｕ　 ２２１１１６ꎬＣｈｉｎａ) Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔａｋｉｎｇ ｆｏｕｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｄｅｇｒｅｅｃｏａｌ ｓａｍｐｌｅｓａｓｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｂｊｅｃｔｓꎬｂａｓｅｄｏｎｂａｓｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ