煤表面非均匀势阱吸附甲烷特性数值模拟

【摘要】：利用蒙特卡洛方法建立了煤与甲烷吸附动力学的数值模型,并对两种非均匀势阱煤样模型的吸附甲烷过程进行计算,分析其在不同温度与吸附压力下吸附甲烷特性以及吸附热的变化规律。研究表明:非均匀势阱煤样模型等温吸附过程与理想朗格缪尔曲线有明显不同,等压吸附过程可利用负指数规律精确描述。煤样模型势阱深度分布的非均匀特征对煤与甲烷吸附热,以及吸附量对于温度和压力的敏感性均有一定影响。通过对不同吸附压力下吸附速率参数b的拟合计算,推导出非均匀势阱等温吸附方程,物理实验验证表明该方程对真实煤样吸附解吸甲烷过程的描述比理想朗格缪尔方程更加精确。 【作者单位】： 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室;太原理工大学矿业工程学院;
【关键词】： 吸附势阱 非均匀 吸附压力 温度 吸附热
【基金】：国家自然科学基金资助项目(21373146;51304142) 山西省研究生优秀创新基金资助项目(20150016)
【分类号】：TD712
【正文快照】： 煤与甲烷吸附为物理吸附,是甲烷分子在与煤孔隙表面发生碰撞并滞留的物理现象[1-2],在吸附过程中,还伴随有吸附热放出[3]。吸附体系的温度、压力与吸附量是吸附现象的基本参数,朗格缪尔方程在假定煤表面吸附势阱均匀且单层吸附的条件下,确立了等温吸附过程中甲烷吸附量,吸附压

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