软硬煤体二元气体吸附差异研究：CO2与CH4竞争效应

"软硬煤二元气体竞争吸附差异性研究" 本文主要探讨了同一煤层中的软煤和硬煤在气体吸附行为上的差异。研究发现，由于软煤和硬煤物性参数的不同，它们对气体如二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)的吸附特性存在显著差异。在实验室条件下，通过模拟测试方法，研究人员建立了二元气体竞争吸附实验平台，以深入理解这两种煤体的吸附特性。 实验结果显示，除了坚固性系数(f值)之外，软煤和硬煤的基本参数相当，但软煤的微孔体积和孔表面积大于硬煤。在单组分等温吸附实验中，软煤的吸附能力整体上强于硬煤，且对CO2的吸附量超过了CH4。吸附过程起初迅速增加，随后趋于平稳。具体来看，煤对单一组分的CO2吸附量最大，对CH4的吸附量最小，而在CO2和CH4的二元混合气体情况下，总吸附量则介于两者之间。 随着吸附平衡压力的增加，煤对混合气体的吸附曲线呈现出从单一组分CH4吸附曲线逐渐偏离，而更接近CO2吸附曲线的趋势。这表明在高压力下，硬煤和软煤更倾向于吸附CO2而不是CH4。 先前的研究，如周来、高莎莎等人，以及夏德宏等人的工作，已经揭示了在相同温度和压力下，煤对单组分CO2和CH4的吸附量遵循一定的规律，即CO2的吸附量通常高于CH4。相建华、唐书恒等学者也关注了多组分气体的竞争吸附现象。而E*FF18=(G、张天军、苏现波等则分别研究了二元气体的总吸附量和吸附动力学。陈向军、降文萍、张登峰等则对不同变质程度煤的吸附特性进行了广泛研究。 尽管前人的研究提供了丰富的煤体吸附差异性信息，但本文的独特之处在于考虑了同一煤层内软煤和硬煤的差异，这对理解和预测煤层气的开采、储存以及煤层气与矿井安全的关系具有重要意义。这些发现对于优化煤层气的开采策略，减少温室气体排放，以及提升矿井安全具有实际应用价值。