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国内刊号：11-2402/TD
国际刊号：0253-2336
发布日期:
作者：辛鑫昕, 撒占友, 杨帅, 王冬梅, 刘杰, 卢守青, 邵兵,
关键词：晋城矿区, 微观结构, GCMC, 分子模拟, CO<sub>2</sub>−ECBM,
为探究煤的孔径、芳香片层堆砌度、芳香片层延展度、气体温度、气体压力对CH4和CO2竞争吸附的影响，以晋城矿区3号煤为研究对象，对不同温度、压力、孔径、芳香片层堆砌度、芳香片层延展度下煤吸附CH4、CO2二元混合气体的过程进行研究。基于工业分析、X射线衍射试验对煤的微观结构进行测试与分析，采用巨正则系综蒙特卡洛（GCMC）方法对煤吸附混合气体的过程进行分子模拟。结果表明：气体压力增加有利于吸附，压力为5 MPa时，CO2的吸附量已接近饱和；温度增加会导致煤对CO2的最大吸附量和吸附热降低；孔径增大会使煤对CH4的吸附量增大，孔径从1 nm增加到2 nm，CH4的吸附量增加最快；随着芳香片层堆砌度的增加，煤吸附的气体分子数变化不明显，但单位质量煤对CO2的吸附量呈迅速下降趋势，对CH4的吸附量略有降低；随着芳香片层延展度的增加，煤吸附的CH4分子数缓慢增加，吸附的CO2分子数快速增加，单位质量的煤对2种气体的吸附量变化不明显；从吸附量和吸附热2个角度来看，CO2在竞争吸附过程中均处于优势地位,因此向煤层注入CO2可有效驱替CH4。研究结果加强了分子层面对CH4、CO2二元混合气体吸附的认识，可为注CO2强化煤层气开采奠定理论基础。
来源：2024年第3期
《煤炭科学技术》期刊编辑部
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