论文题目: 煤对CH4、CO2、N2及其二元混合气体吸附特性、预测和CO2驱替CH4的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 矿物加工工程
作者: 于洪观
导师: 范维唐,孙茂远
关键词: 煤层气,吸附,混合气体,预测,吸附溶液理论,温室气体
文献来源: 山东科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文利用物理化学、界面化学、煤化学、煤质学、煤岩学等知识,在实验研究和文献资料数据的基础上借助计算机作为辅助工具对煤吸附CH4、N2、CO2及CH4/CO2二元混合气体吸附特性、吸附量预测进行了系统研究,最后对CO2驱替煤吸附CH4特性及中国煤采用cO2-ECBM技术可增收的煤层气采收率和CO2的埋藏量进行了初步研究。 本文在对晋城和潞安煤对纯CH4、N2、CO2及CH4/CO2二元混合气体吸附/解吸特性研究的基础上,对二煤和所收集到的煤对纯气体吸附数据采用SPSS、线性回归法和迭代法对Langmuir、BET、DA、DR、Toth、Frendulich、扩展Langmuir、Langmuir-Freundlicht8种吸附模型和二次方程、三次方程和对数方程进行拟合;在平衡气游离相组分浓度已知和未知条件下采用扩展Langmuir、理想吸附溶液理论和实际吸附溶液理论对煤吸附CH4/CO2二元混合气体吸附量进行预测,采用的吸附等温方程有Langmuir、BET、DA、DR:通过材料收集、审查和整理,利用SPSS软件对煤吸附CH4的Langmuir吸附常量与煤质指标、CO2/CH4和CH4/N2吸附比与煤质指标间的线性回归关系进行了研究;在CO2-ECBM实验模拟装置建立的基础上,对注CO2提高煤层气采收率进行了初步的实验室研究,并初步研究了注CO2对煤中矿物质的影响。 通过CH4、N2、CO2及混合气体的吸附等温线和预测结果可大体上了解煤的微孔结构和煤的吸附特性。通过本文的研究,进一步丰富了煤吸附气体理论,为CO2-ECBM技术预测提供了理论基础、预测方法,为注CO2提高煤层气采收率和CO2埋藏提供了资源评价技术和方法。
论文目录:
1 前言
1.1 课题的提出
1.2 研究现状
1.3 主要研究内容和研究方法
1.4 小结
2 煤对纯CH_4、N_2、CO_2及CH_4╱CO_2二元混合气体的吸附╱解吸特性
2.1 实验原料及实验方法
2.2 煤对纯CH_4、N_2、CO_2吸附和解吸特性
2.3 煤对CH_4／CO_2二元混合气体的吸附和解吸特性
2.4 小结
3 煤对纯CH_4、N_2和CO_2气体吸附模型拟合
3.1 吸附模型
3.2 SPSS法对气体吸附模型的拟合
3.3 线性回归法对气体吸附模型的拟合
3.4 迭代法对气体吸附模型的拟合
3.5 小结
4 煤对CH_4／CO_2二元混合气体吸附量预测
4.1 预测方法和基本理论
4.2 理想吸附溶液理论
4.3 实际吸附溶液理论
4.4 预测结果
4.5 小结
5 注入气条件下CH_4╱CO_2二元混合气体的吸附量预测的初步研究
5.1 预测的基本原理
5.2 预测的基本方法
5.3 预测软件的实现与编制
5.4 预测结果讨论与结论
5.5 小结
6 煤质与煤吸附CH_4能力关系的研究
6.1 影响煤吸附甲烷能力的因素
6.2 研究方法和煤吸附CH_4材料的分析整理与审查筛选
6.3 煤质数据与Langmuir方程参数的回归分析
6.4 回归方程的检验
6.5 小结
7 煤对CO_2／CH_4和CH_4／N_2吸附比预测
7.1 研究方法
7.2 数据的收集与整理
7.3 煤质数据与吸附比的回归分析方程
7.4 回归方程检验
7.5 小结
8 CO_2驱替CH_4的试验研究
8.1 CO_2驱替CH_4实验装置的建立
8.2 实验结果与讨论
8.3 注入二氧化碳对煤中矿物质影响的实验研究
8.5 小结
9 CO_2-ECBM技术对增加中国煤层气采收率和CO_2埋藏能力的初步研究
9.1 研究方法
9.2 聚气带条件分析与计算因子的确定
9.3 评价结果与分析
9.4 烟道气注入煤层提高煤层气采收率和二氧化碳埋藏在中国实施的可行性研究
10 结论
10.1 主要结论
10.2 存在的的问题
10.3 创新点
致谢
参考文献
个人简介和攻读博士期间主要成果
发布时间: 2005-09-30