声场促进煤中甲烷解吸的机理研究

【摘要】：实验研究了不加声场和加声场条件下煤中甲烷的解吸特性。研究得出:两种条件下甲烷的解吸动力学曲线形状一致,能用经验公式、扩散模型、渗透模型来描述,且扩散模型能较好地描述甲烷气体的解吸特性;甲烷在解吸过程中,初始解吸速度较快,随时间的增加,解吸速度越来越慢,且初始解吸速度随气压增大而增大;声场作用下甲烷的解吸总量大于不加声场作用,解吸总量增加20%～30%;甲烷在煤体中的扩散可用单一扩散模型描述,声场作用使单一扩散模型的传质傅里叶级数增大、传质毕欧准数减小。研究表明,声场作用使煤体内部扩散阻力减小,传质速度加快,扩散能力增强,有助于促进甲烷的解吸扩散。 【作者单位】： 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室;
【关键词】： 声场 甲烷 解吸 机理
【基金】：国家自然科学创新研究群体科学基金资助项目(50621403);国家自然科学基金青年科学基金资助项目(50904082) 教育部科学技术研究重点项目(109130) 重庆市自然科学基金资助项目(CSTC2009BB6354)
【分类号】：TD712
【正文快照】： 煤层是一种典型的双重介质,煤基质中存在大量孔隙和微裂隙,具有很大的比表面积,对甲烷具有极强的吸附能力,甲烷主要以物理吸附的形式吸附在煤基质的内表面。煤对甲烷的吸附/解吸特性与煤的孔隙结构、变质程度[1]、灰分与水分[2-3]等内在因素有关,而且与气体压力[4]、温度[5]

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