煤的顯微組分富集物吸附甲烷微量放熱特性的實驗研究.pdf

1、煤炭是我國的主體能源之一,在各類礦井災(zāi)害事故中尤以瓦斯災(zāi)害造成的損失最大。從礦井瓦斯防治的角度來說,需要深入研究煤對甲烷的吸附機理,然而現(xiàn)有的研究主要集中在宏觀方面,鮮有從微觀方面探討、評價煤對瓦斯的吸附能力。本論文將選取5種不同變質(zhì)程度的煤樣,制備鏡質(zhì)組富集物(VC)和惰質(zhì)組富集物(IC),測定顯微組分富集物表面孔隙特性和主要官能團,利用C80微量量熱儀測量了顯微組分富集物吸附甲烷的微量熱值,從微觀角度研究鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組對甲烷的吸附能

2、力。
　　本文通過手選和重力離心法獲得了純度較高的顯微組分富集物。根據(jù)工業(yè)分析結(jié)果及粘結(jié)指數(shù)和膠質(zhì)層最大厚度這些參數(shù)真實確定了所取煤樣的煤質(zhì)。
　　利用低溫氮氣吸附法獲得了顯微組分富集物的比表面積、總孔容和平均孔徑,結(jié)果顯示惰質(zhì)組富集物的比表面積、總孔容和平均孔徑均比相應(yīng)鏡質(zhì)組富集物的大。采用傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)獲得了顯微組分富集物的紅外光譜圖,得到同一煤樣鏡質(zhì)組富集物和惰質(zhì)組富集物表面官能團的種類和數(shù)量不同,利

3、用OMNIC軟件對光譜圖進行擬合處理,顯示鏡質(zhì)組富集物中脂肪烴和芳香烴的含量較高,惰質(zhì)組富集物中含氧官能團的含量較高。
　　本文利用 C80型量熱儀測量了10個顯微組分富集物樣品吸附甲烷的放熱值。主要從脫附氣體的選擇、煤樣粒徑及載氣流量的選擇、煤樣樣品量的選擇、實驗溫度的選擇等方面討論了各種條件的利弊,最后確定了實驗方案。微量熱的測量結(jié)果顯示4中不同變質(zhì)程度煤樣鏡質(zhì)組富集物吸附甲烷的微量放熱值要比惰質(zhì)組富集物的高,從吸附熱的角度闡