温度-压力-吸附方程在计算煤岩等量吸附焓的应用

用鄂尔多斯盆地的长焰煤、肥煤、瘦煤和贫煤4个煤样的系列等温吸附实验数据来验证一个温度-压力-吸附方程,并探讨等量吸附时吸附平衡压力与温度之间的函数关系。用克劳修斯-克拉佩龙方程求等量吸附焓。提出单位等量吸附焓的概念及计算方法。结果表明:煤样等量吸附焓为负值,证实吸附过程是个放热过程;对于同一煤样,单位等量吸附焓随吸附量的增加而下降是由于吸附介质表面的能量不均匀性所造成。正因为吸附过程是个放热过程,所以吸附先发生在能量较高的位置上,以便放出更多能量;在相等吸附温度和压力条件下,高阶煤有较大的单位等量吸附焓,必有较大的吸附量。同时高阶煤吸附量随着吸附温度的升高而快速衰减,而中低阶煤吸附量衰减却没有那么明显。

温度-压力-吸附的数学方程及其应用

温度-压力-吸附方程(TPAE)除了压力以外,还包含温度为自变量。可以对煤层气或页岩气的系列等温吸附实验或变温变压吸附实验数据进行处理。

煤层气的温度-压力-吸附方程的数学分析和诠释

本文建立温度、压力、吸附介质(自变量)与吸附量(应变量)的数学方程TPAE。并通过对鄂尔多斯盆地东部4种煤的系列等温吸附实验的兰格缪尔吸附体积和兰格缪尔吸附压力进行回归,得到TPAE的4个参数。四种煤样的平均相对偏差在8.73%~12.6%之间,和TPAE曲面与吸附量点吻合很好都说明TPAE适用于处理系列等温吸附实验数据。通过例子证实吸附量对温度偏导、吸附量对压力偏导、和吸附量对温度和压力的全微分是可以精确计算的。当煤样表征温度影响Δ和表示压力影响β已定,如满足一定的温度和压力,吸附量会出现极大值;吸附量极大值出现的温度和压力与煤样的变质程度(镜质组最大反射率)有关。

LI吸附-流动方程对二元混合气体在煤储层温度与压力影响下吸附的表征

用LI吸附-流动方程对唐书恒教授"二元混合气体等温吸附实验结果与扩展Langmuir方程预测值的比较"中的数据重新进行计算,定义了总物料衡算和甲烷物料衡算,根据等温条件下纯气体和二元混合气体的吸附实验数据计算的理论总吸附量与实测总吸附量较为吻合,相对误差绝对值在2.48%~12.15%之间,二元混合气体(甲烷与氮气)在吸附相中甲烷的摩尔分数xA在测定压力范围内变化量很小,并与混合气体进入吸附釜中甲烷的摩尔分数x_M很接近。

温度-压力-吸附和煤与瓦斯突出的关系探讨

利用沁水盆地大宁煤矿的原生煤和构造煤系列等温吸附实验数据求各自温度-压力-吸附之间的相互关系。结果证实吸附过程是放热过程。定义了等量吸附焓、单位等量吸附焓和单位等量解吸焓。计算出在吸附量均为45 cm^3/g时,构造煤的单位等量解吸吸热比原生煤要少吸热0.158 kJ/(mol·cm^3·g)。相较于原生煤,构造煤优先解吸;相较于放热过程,埋深强化解吸;相较于原生煤,构造煤更容易从环境中吸入解吸所需的能量;相较于原生煤,构造煤自身的低渗透率和低坚固性系数更容易导致煤与瓦斯突出的发生。

温度—压力—吸附方程回归样本集的建立与计算——以陕西焦坪崔家沟煤为例

由于我国煤层气资源丰富,因此煤层气的开发有巨大的前景。煤层气主要以吸附状态赋存于煤层之中。针对当前对煤层气排采所用吸附计算主要以等温变压吸附方程为主,而实际吸附是一种变温变压的过程的这一现状,本文结合作者研究所得变温变压吸附方程,以陕西焦坪崔家沟7号煤的系列等温吸附数据作为例子,说明如何通过Langmuir参数建立回归样本集,并计算在指定条件下的计算样本集,以及计算回归样本集与计算样本集之间的相对平均偏差;比较偏差以得到最佳的变温变压吸附方程,并以作图法来验证此方程。此方法可简化得到温度—压力—吸附方程的过程,从而提高在指定条件下的煤层气吸附量的计算精度,以便于排采工作制度的制定。

变温变压对LI吸附-流动方程的影响

LI吸附-流动方程可准确地度量压力和温度对煤的吸附能力的影响。在恒压条件下,LI吸附-流动方程求温度偏导(V/T)_p小于零,即温度变化对煤的吸附能力起着明显影响,随着温度的增减可使煤的吸附能力降低或增高。在恒温条件下,LI吸附-流动方程求压力偏导(V/p)_T大于零,即压力变化对煤的吸附能力同样也起着影响,随着吸附压力的增减可使煤的吸附能力增加或降低。将LI吸附-流动方程进行全微分,即变温变压的综合作用下导致吸附温度、吸附压力对煤的吸附能力的共同影响。最后采用了煤在温度和压力综合影响下的吸附性能及气含量预测数据进行验证。

LI吸附-流动方程对变温变压下煤层气吸附-解吸的表征

用LI吸附-流动方程对马东民等发表在2012年英文版《煤炭学报》的文章中的吸附-解吸数据进行了计算与回归分析,分别得到了LI吸附-解吸方程的4个常量A、B、Δ和β,计算了变温变压下煤层气吸附-解吸量并用三维视图表征。通过对马东民吸附-解吸数据的处理,证实了理论计算临界解吸压力与实际排采压力不一致,即实际产气压力比计算的理论值高或实际产气压力比计算的理论值低。为定量描述这一现象,定义了一个特殊的比值,吸附量与解吸量之比,该值小于1,气井的操作处于过饱和区;该值大于1,气井的操作处于欠饱和区。

土壤有机质对镉在土壤中吸附-解吸行为的影响

研究了Cd2+在红壤、黄泥土、乌栅土及去除有机质后的三种土壤中的吸附-解吸行为.结果表明,有机质的去除显著降低了三种土壤体系Cd2+吸附-解吸平衡液的pH值,ΔpH范围为0·51到3·05.三种土壤中Cd2+的吸附量大小为:乌栅土>黄泥土>>红壤,与土壤有机质含量的顺序一致;去除有机质后土壤对Cd2+的吸附量均明显下降,尤其是有机质含量高的黄泥土和乌栅土;三种土壤有机质对Cd2+吸附的贡献率平均值分别为红壤43·75%、黄泥土544·77%、乌栅土993·76%.Cd2+在所有土壤中的吸附均可用Freun-dlich方程来描述,相关系数均大于0·991,吸附亲和力的变化与吸附量大小的变化一致,n值在0·350到0·975之间变化.三种土壤中Cd2+解吸量依次减少,红壤中Cd2+解吸率均在50%以上,而黄泥土和乌栅土中解吸率最高为42%和19%;去除有机质后解吸率均在50%以上,且解吸量相差不大.

努尔森扩散对崔家沟煤温度压力吸附所作贡献的数值分析

针对陕西焦坪崔家沟7号煤进行由努尔森扩散吸附与表面扩散吸附构成的吸附验证,其中努尔森扩散的大小由气体分子的平均自由程与多孔固体的孔径之比的大小所决定,任何可增加气体分子的平均自由程的方法均可增加努尔森扩散吸附对总的吸附贡献。在所测的温度(20℃~50℃)及压力(0.5MPa^8MPa)范围内,努尔森扩散吸附对焦坪崔家沟7号煤总的吸附贡献很小,其相对平均误差仅为0.03%,可忽略。忽略努尔森扩散吸附后可得到简化的温度-压力-气体吸附方程(TPAE)。在恒温条件下,简化TPAE是含有二常数项的指数方程,但其系数项是温度的函数,而指数项却不是温度的函数。

基于西门子S7-400H系统架构变压吸附制氢控制系统设计

文章首先分析了变压吸附制氢工艺流程,对系统的设计原则进行解读,基于西门子S7-400H构建了一套变压吸附制氢控制系统,对硬件、PLC编程软件和HMI编程软件进行设计选型,提出了系统控制要点,构建了温度和压力控制的模糊-PID控制器,实现对变压吸附制氢控制系统的自动化改进。

高阶煤变温变压吸附性能的数学分析-YQ4-15为例

在恒压条件下,因LI温-压-吸附方程的温度偏导(V/T)_P数值小于零,高阶煤的吸附能力随着温度增加而降低。在恒温条件下,因LI温-压-吸附方程的压力偏导(V/P)_T数值大于零,高阶煤的吸附能力随着吸附压力增加而增加。LI温-压-吸附方程的全微分可以计算变温变压条件下,来至吸附温度对高阶煤的吸附能力的负面影响和来至吸附压力对煤的吸附能力的正面影响如何参与竞争。

p38丝裂原激活蛋白阻断剂对机械压力诱导人牙周膜成纤维细胞表达白介素-6的影响

目的分析p38丝裂原激活蛋白(MAPK)在压力诱导人牙周膜成纤维细胞(HPLF)合成炎症因子白介素(IL)-6过程中所起的作用。方法以p38MAPK阻断剂SB203580对HPLF预处理60min,然后用酶联免疫吸附法检测HPLF受200kPa压力刺激后培养上清内IL-6蛋白水平,比较预处理组与对照组2之间IL-6含量的差异。结果加压后16和24h两时间点加力组均较对照组1IL-6表达量显著增高;而预处理组较对照组2IL-6表达量下降。结论p38MAPK是机械压力诱导HPLF产生IL-6的重要环节。

泥岩-水淬渣复合吸附材料对Cu2+的吸附特性研究

以富含高岭石和伊利石的泥岩为原料与水淬渣协同利用,制备一种Cu2+的吸附材料。通过吸附试验研究泥岩土与水淬渣的混合比例、pH值范围、材料用量、吸附时间等条件。采用3种动力学方程拟合分析,得到准二阶动力学方程更好地表述吸附过程。通过吸附等温曲线试验确定吸附模型属于Langmuir模型,确定最大单位吸附量约为11.5 mg/g。最后采用扫描电镜和显微CT分析对泥岩-水渣吸附材料的表面和内部结构进行分析,并解释吸附材料对溶液中的Cu2+有很好吸附效果的原因。

煤在压力和温度共同影响下的吸附曲面表征

用LI吸附-流动方程定量表征煤在压力和温度共同影响下的吸附曲面,并用张天军等发表在《煤炭学报》上＂温度对煤吸附性能的影响＂文章中的兰氏体积和兰氏方程参数加以验证;用文献中的兰氏体积和兰氏方程参数计算出在不同实测温度（20℃~50℃）和不同压力下的吸附体积的＂兰氏计算值＂作为基准,与根据LI吸附-流动方程计算出的吸附体积作为＂李氏计算值＂进行比较,计算两者之间的平均相对误差。比较结果显示：在所有考虑温度（20℃~50℃）和压力下,＂李氏计算值＂与＂兰氏计算值＂吻合很好。根据LI吸附-流动方程做出的三维视图直观地表征了温度和压力对煤层气吸附量的影响。

变温变压下煤层气吸附量的预测

等温吸附虽然被大量学者进行研究并用于煤层气储量的预测,由于其实验条件不符合实际开采过程中的地温与地压,故很多专家提出用变温变压的实验条件来预测煤层气的吸附量,但是到目前为止鲜有很好的方程来处理变温变压实验数据。本文基于煤炭科学研究总院西安研究院张庆玲对4种不同煤级煤样在变温变压吸附实验的研究,提出了温度-压力-吸附量方程(TPAE方程)用于煤层气在温度和压力共同影响下吸附量的预测。通过TPAE方程,对4种不同煤级在变温变压下吸附量进行回归预测。结果表明:TPAE方程可以非常好地处理变温变压吸附实验数据,4种煤样的回归计算值与实测值最大平均相对误差为2.64%,最小为1.63%,同时实现温度和压力及吸附量三维视图的可视化,从图中可知任意温度和压力下煤层气的吸附量。

基于吸附验证的煤层气含量测定的可行性研究

为了准确测量煤层含气量,建议将残余气量测试结束后的煤样作为吸附法的煤样进行"12点变温变压吸附",所得吸附数据用温度-压力-吸附方程回归处理以求得温度-压力-吸附方程的相应参数。用温度-压力-吸附方程计算完全符合煤样储层条件(温度、压力、平衡水分)的煤层气含量,并与地勘解吸法所得的煤层气含量进行比较验证,从而提高在指定条件下的煤层气吸附量的计算精度,以便于排采工作制度的制定。

不同炭化温度下烧制的竹炭对邻氯酚的吸附

研究了pH、吸附时间、竹炭投加量、邻氯酚初始浓度和吸附温度对不同炭化温度(500℃、700℃和900℃)下烧制的竹炭对邻氯酚的吸附特性的影响.结果表明,低pH值有利于3种竹炭对邻氯酚的吸附,其平衡吸附量均随初始浓度和吸附温度增大而增加,相同条件下,吸附量的大小依次为q900℃>q500℃>q700℃;500℃和700℃炭化温度下烧制的竹炭对邻氯酚的吸附表现出相似的变化规律,吸附时间为13h时基本达到平衡,而900℃炭化温度下烧制的竹炭的吸附则是一个快速吸附过程,30min内即达到吸附平衡;3种竹炭对邻氯酚的吸附皆是一个吸热过程,实验进行的吸附温度下,其吸附量的大小依次为q40℃>q25℃>q15℃.

β-环糊精脱除猪油中胆固醇的研究

本实验利用三因素二次正交旋转设计,研究了搅拌温度、搅拌时间和β-环糊精添加量对β-环糊精包埋法脱除猪油胆固醇效果的影响,建立了各因素与胆固醇脱除率的回归方程,筛选出了较理想的胆固醇脱除条件,即:搅拌时间90min、搅拌温度45℃和β-环糊精添加量8.5%。在这三个因素中,β-环糊精添加量为主要影响因素,而搅拌时间的影响较小。

γ-环糊精的玻璃化及热分解动力学的研究

用差示扫描量热法(DSC)研究了γ-环糊精的玻璃化温度和热分解动力学,按Kissinger方程和Ozawa方程计算反应的活化能,分别为191. 3kJ/mol和190. 8kJ/mol,并按Ozawa方法计算得指前因子为3. 559×1017min-1。从DSC曲线图上获得焓变(△H)为21. 2kJ/mol,熵变(△S)为0. 0376kJ/(moL·K), 速度常数k为0. 722min-1,半衰期为57. 88秒,玻璃化温度为63℃。