煤對超臨界二氧化碳吸附試驗裝置的建立及其評價.pdf

1、煤對CO2吸附等溫線不僅對估算煤層碳封存潛力至關重要，而且對了解煤的孔隙特性具有指導意義。本文針對注CO2于煤層提高煤層氣產量和煤層封存CO2中有關煤對CO2吸附等溫線這一事實和解決目前煤對高壓超臨界CO2吸附問題，自主建立CO2高壓超臨界CO2吸附裝置。
　　本研究基于超臨界CO2性質和相關文獻建立超臨界吸附/解吸裝置的相關知識，結合煤特性建立并調試超臨界CO2-煤吸附解吸裝置。該裝置包括超臨界CO2注氣裝置和吸附裝置兩大部分。

2、在裝置建立的過程中，完成了裝置選擇、組裝和調試，給出了吸附解吸實驗的基本操作步驟。
　　本文采用具有代表性的內蒙煙煤，進行了3次煤對CO2吸附/解吸循環(huán)試驗研究，并用另一煤樣進行2次重復性試驗。本實驗的主要目的是(1)在恒溫40℃和壓力最高達20MPa條件下測量煙煤對CO2的吸附行為;(2)計算Gibbs吸附量并繪出吸附等溫線;(3)研究影響吸附解吸過程諸多因素，為煤層封存CO2提供理論依據。
　　試驗結果表明，當壓力從0M

3、Pa升至7MPa時，氣體吸附量將逐漸增加，并在7～9MPa范圍內時達到峰值，此后吸附量開始下降。該試驗方法和設備在0～7MPa壓強范圍內具有良好的重復性。但壓強超過7～9MPa時，吸附等溫線出現極大差異。
　　試驗分析的結果與吸附理論表明，原料煤樣對氣體具有典型的吸附、解吸可逆性和解吸過程滯后性。諸多明顯因素如設備（壓力，容積和重力）、測量樣質量、平衡時間、儀器的維度和煤中水分可以解釋實驗中數據的明顯差異。吸附/解吸過程中造成煤的