微焦点显微CT在煤岩热解孔隙结构研究中的应用

"微焦点显微CT在煤岩热解中的应用" 本文详细探讨了微焦点显微CT（Computed Tomography）技术在煤岩热解研究中的应用。微焦点显微CT试验系统作为一种高分辨率、高密度分辨能力的无损检测技术，其焦点尺寸极小，可达微米级别，分辨率达到亚微米水平，密度分辨率达到卓越的数值，这使得它成为研究煤岩微观结构的理想工具。在煤岩研究中，CT技术可以清晰地揭示孔隙和裂隙的三维结构，对于理解和模拟煤岩在热解过程中的变化具有重要意义。 在热解实验中，无烟煤作为研究对象，通过微焦点显微CT观察，发现在常温至500℃的热解过程中，煤岩的孔隙结构参数经历了先增加后减少的过程。在300℃时，孔隙结构变化最为剧烈，小孔和大孔数量均有所增加，导致煤体的连通性增强。然而，当温度进一步升高到400℃，孔隙率和比表面积减小，煤体的连通性随之下降。此外，热解过程中还观察到在350℃时产生了大量裂隙，此时裂隙的分维数达到最大，随着温度升高，裂隙分维数减小，裂隙主要以“扩展-搭接-连通”的模式发展。 工业CT技术，即计算机断层成像在工业领域的应用，是近年来快速发展的一项高科技技术。它能够精细、准确地重构物体内部的三维结构，并能定量分析物体内部的各种特性，如缺陷的位置、尺寸、密度变化以及异型结构的形状和精确尺寸等。在岩石领域，工业CT技术广泛用于检测岩石的损伤情况和岩芯的物理结构特征。文献研究表明，CT技术已成功应用于岩石微观损伤特性的试验研究，为地质、能源和矿业工程等领域提供了宝贵的实验数据和理论支持。 微焦点显微CT技术在煤岩热解研究中扮演着关键角色，它能够实时、无损地监测热解过程中煤岩孔隙和裂隙的动态演变，这对于深入理解煤岩热解机理、优化煤炭转化过程和提高资源利用率具有重大意义。随着技术的进步，未来微焦点显微CT在能源科学、地质工程和材料科学等领域将有更广泛的应用前景。