颗粒煤甲烷吸附过程扩散特征

为了研究甲烷在颗粒煤中扩散、吸附至平衡过程的扩散特性,基于颗粒煤吸附甲烷幂函数扩散模型,利用磁悬浮天平高压等温吸附仪,测定不同压力下颗粒煤甲烷吸附过程中扩散量随时间变化值,研究颗粒煤甲烷吸附达到平衡前的扩散特征。实验结果表明:平衡压力对颗粒煤甲烷吸附和扩散特性影响显著;吸附量和平均扩散系数随着压力增大而增大;颗粒煤甲烷吸附过程扩散系数随时间呈幂函数衰减,前500 s衰减幅度较大,平均扩散系数与时间呈负相关关系。研究认为颗粒煤吸附甲烷幂函数扩散模型对于描述颗粒煤甲烷吸附扩散过程具有较高准确性,有助于分析煤层气排采过程煤层气吸附量的动态变化,提高煤层气采收率。

煤粒瓦斯初始扩散系数及其影响因素

通过扩散实验对平煤八矿、鹤壁六矿原生结构煤/构造煤煤样进行研究分析,利用实验数据,并结合动扩散系数新模型,分别计算出0.5、1.0、1.5 MPa 3个吸附平衡压力下的初始扩散系数D_0,经过比较分析,初步探讨了不同煤体结构、不同变质程度、不同粒径在不同吸附平衡压力下对煤样的D_0的影响规律：整体上来看,构造煤初始扩散系数D_0比原生结构煤要大;在构造煤的对比中,鹤壁贫瘦煤煤样的初始扩散系数小于平顶山肥煤煤样的初始扩散系数,而在原生结构煤的对比中,扩散系数的大小关系整体上呈现相反的规律;随着压力的变化,构造煤粒径为0.5~1.0 mm的煤样的初始扩散系数D_0明显大于粒径为0.25~0.5 mm的煤样,原生结构煤2种粒径煤样的D_0大小对比结果整体上呈现出相似规律。