木素磺酸盐在煤--水界面的吸附性能

为了解木素磺酸盐作为添加剂对水煤浆成浆性能的影响，通过测定其在煤一水界面的吸附等温线研究了木素磺酸盐的相对分子质量、金属阳离子溶液及煤水悬浮液pH值、温度和搅拌时间对木素磺酸盐在煤一水界面吸附性能的影响．结果发现：木素磺酸盐的相对分子质量越高，吸附量越大；一价金属离子木素磺酸盐在煤表面的吸附更为容易，吸附量也较大；pH值、温度、搅拌时间均会影响木素磺酸盐在煤表面的吸附，是制浆中应该着重控制的参数．实验中还以不同相对分子质量木素磺酸盐的吸附为对象研究了其吸附类型，发现其吸附第一平台遵循Langmuir吸附模型，并初步探索了其吸附强度差的原因。     

煤吸附水中有机酸研究

40-80目的煤吸附水中有机酸达到饱和需要3h,饱和吸附量可达0.368 8g/g。煤防氧化和有机废水处理方法可用于煤的改性处理。     

活性炭对萘吸附的研究

通过对普通煤质活性炭进行酸碱改性处理,研究了不同活性炭加入量、吸附时间、溶液pH值、温度等条件下,对萘溶液的吸附规律。结果表明：活性炭对萘的吸附量随着萘初始浓度的增大而增大;随温度升高,吸附量呈略下降趋势,且温度对吸附影响并不大;溶液pH值对活性炭的吸附量影响也不明显;对萘吸附在30min内达到饱和,饱和吸附量较大,约为200mg／g;由吸附等温公式拟合结果显示为物理吸附,吸附能力顺序为：酸碱改性活性炭〉酸改性活性炭〉未改性活性炭。此外,还考察了用无水乙醇对吸附萘达饱和的未改性活性炭洗脱效率与时间的关系,浸泡90min,洗脱率达98％。     

活性炭自水溶液吸附苯酚的热力学探讨

研究了活性炭自水溶液吸附苯酚的吸附规律和机理，对不同吸附温度和溶液pH值下吸附常数和热力学函数进行了估算，结果表明：活性炭自水溶液吸附苯酚符合Langmuir模型；低温度低pH值下苯酚被吸附的量大，熵增效应小，而高温度高pH值下苯酚被吸附的量小，熵增效应大，整个吸附过程中熵增效应随吸附量的增加而减少。     

壳聚糖衍生物固定床中Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

研究了壳聚糖衍生物固定床对Cu(Ⅱ)的吸附性能,考察了改性前后吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附容量,以及改性后壳聚糖吸附剂在不同pH值、Cu(Ⅱ)浓度等条件下吸附过程的穿透曲线.结果表明:改性后的吸附剂吸附性能大大改善,改性前后吸附剂的吸附量分别为1.86×10-3mol/g和2.07×10-3mol/g,改性后吸附带长度与改性前相比减少了0.95 cm;pH值增大、Cu(Ⅱ)溶液浓度增大有利于提高吸附柱利用率.     

水分对不同煤种吸附甲烷特性影响及机理分析

为测定含水率对煤吸附甲烷特性的影响,采用朱仙庄矿的焦煤、赵庄矿的贫煤与阳煤五矿的无烟煤作为研究对象,依据高压容量法对不同变质程度煤进行甲烷吸附研究.分析了煤吸附甲烷特性及a,b值的变化规律,推算出三种煤样的水分影响系数.结果表明:焦煤、贫煤与无烟煤对甲烷的吸附量都会随煤样含水率的升高而减小,且在低含水率阶段,煤对甲烷的吸附速率变化较快,高含水率阶段,变化较缓;煤样含水率对煤的吸附常数a的影响较小,呈一次函数下降,对煤的吸附常数b影响明显,呈指数函数下降;煤样水分含量与水分校正系数的影响程度A,会随着煤变质程度的增大而减小.     

对硝基苯胺在表面活性剂改性黄土中的吸附行为

研究了用阳离子表面活性剂改性的黄土对水中对硝基苯胺的吸附行为以及2，4-二氯苯酚对对硝基苯胺吸附行为的影响。结果表明，天然黄土和改性黄土对对硝基苯胺的等温吸附曲线均符合Freundlich方程，改性后的黄土对对硝基苯胺吸附能力明显强于天然黄土，改性黄土的吸附能力主要取决于阳离子表面活性剂的加入量；2，4-二氯苯酚与对硝基苯胺存在竞争吸附；2，4-二氯苯酚的非离子形态对对硝基苯胺在改性黄土上的吸附量的影响大于它的离子形态；对硝基苯胺在阳离子表面活性剂改性后的黄土上的吸附行为符合双模式吸附理论。     

酸改性纳米氧化铈对腈纶废水中有机物的吸附性能研究

纳米氧化铈经过0.05MH₂SO₄改性处理．以腈纶废水中有机物为吸附质,在室温下进行了吸附实验．研究了改性后纳米氧化铈对有机物的吸附量影响因素,确定最佳吸附条件为酸改性后的纳米氧化铈的投加量为0.25 g、溶液的pH 值为 7.5,搅拌吸附时间3h,COD的吸附去除率达到60%以上。室温下,酸改性后的纳米氧化铈对有机物的吸附符合Freundlich等温吸附模型,吸附过程符合准二级动力学方程。     

壳聚糖改性膨润土对酸性红吸附性能的研究

探索壳聚糖与膨润土的质量比与反应介质酸度对制备壳聚糖改性膨润土的影响并以改性土为吸附剂探讨了改性土质量、吸附温度、吸附时间、介质的pH值及酸性红溶液质量浓度对酸性红吸附性能的影响.结果表明:制备的改性土随着壳聚糖质量的增加吸附量先增大后减小、随着反应介质的酸度增强,改性土的吸附能力增加;随着改性土质量的增加吸附量先增大后减小;随着反应温度上升改性土吸附能力先增大后减小;随着酸性红染料质量浓度的增加吸附能力增加;随着反应pH值的增大吸附能力先增大后减少.质量比为1∶125,冰醋酸体积分数为1%为最佳制备条件,改性土质量为0.6g,温度温度为25℃,吸附时间为70min,介质pH为7左右时是最佳吸附条件.且其吸附行为满足Langmuir等温式.     

磷化氢在改性活性炭纤维上的吸附等温过程

为净化密闭电石炉尾气,采用浸渍法制备CoCl2改性活性炭纤维(ACF)吸附剂,通过容积法测试浸渍液浓度对PH3饱和吸附量的影响,研究不同温度下PH3气体在改性ACF上的等温吸附行为。研究结果表明:浸渍液浓度最佳值为0.2mol/L,此改性ACF对PH3的饱和吸附量为19.674mg/g;PH3在CoCl2改性ACF上的吸附量随温度升高而迅速降低,在298,313和328K时PH3的饱和吸附量分别为19.674,13.537和11.087mg/g;Freundlich吸附等温方程较好地模拟了PH3在改性ACF上的等温吸附;PH3气体在改性ACF上的等量吸附热随吸附量的增大而减小,表明改性ACF吸附剂表面能量的不均匀性;吸附热在16～24kJ/mol范围内,过程为物理吸附,有利于密闭电石炉尾气的净化。     

注入增产法提高煤层气采收率的理论探讨

美国Amoco公司开发的注入增产法是一项很有前途的提高煤层气采收率的方法,为此笔者在研究煤对二元气体吸附特征的基础上,探讨了注入增产法的基本原理。结果表明,煤对常见气体的吸附能力由强到弱为：二氧化碳、甲烷、氮气、氢气;煤对二元混合气体总的吸附及对甲烷的吸附均符合Langmiur方程,但在ＣＨ４＋Ｈ２或ＣＨ４＋Ｎ２的吸附系统中,对Ｈ２或Ｎ２吸附时吸附量与压力之间不遵从此关系式,而在ＣＨ４＋ＣＯ２吸附系统中,煤对ＣＯ２的吸附量和压力之间的关系仍可用Langmuir方程定量描述;注入增产法提高煤层瓦斯抽放率是通过注入其它气体使煤对甲烷的吸附量减小来实现的,且注入Ｎ２优于ＣＯ２。     

电场对煤瓦斯吸附渗流特性的影响

为了探讨地电场对包含在煤层中的瓦斯气体的储存、运移的作用以及如何利用电场采促进煤层气的渗流从而达到提高中国低压低渗煤层的煤层气抽放率等问题,研究了电场对煤瓦斯吸附渗流特性的影响．研究表明：静电场对煤瓦斯吸附特性的影响关键在于静电场的焦耳热效应使煤瓦斯系统温度升高和静电场增加煤表面吸附势阱的深度2种因素竞争的结果,当静电场增加煤表面吸附势阱深度占主导地位时,静电场使煤对瓦斯的吸附量增加,当静电场的焦耳热效应逐渐占主导地位时,静电场使煤对瓦斯的吸附量减少;外加静电场促使煤中瓦斯的渗流;交变电场作用使煤对瓦斯的吸附量减少;交变电场作用促使煤中瓦斯的渗流．     

变形场、煤化度和外加电场对甲烷在煤层中渗流的影响

研究了变形场、煤化度和外加电场对煤物质中甲烷气体渗流的影响.结果表明,外加应力(应变)越大,渗透系数越大;当外加应力相同时,煤化程度越高,渗透系数越小;外加电场越强,渗透系数越大.得到地应力和电效应下的一维达西定律修正式.     

玉米芯活性炭的制备及储气性能

天然气、氢气、二氧化碳等气体的吸附研究在洁净气体代油燃料的强化存储、温室气体减排、大气治理等方面具有重要意义,其重点内容是高效吸附材料的开发．以玉米芯为原料,采用磷酸活化法制备了含有较高中孔比例的活性炭,其比表面积达到1,610,m2/g,孔容为1.72,cm3/g,中孔体积达到1.14,cm3/g,占孔容的66％．测定了H2、N2、CH4和 CO2在该吸附剂上的吸附等温线．在0.4,MPa 时,CO2对 CH4的选择性达到2.76,对 N2的选择性达到7.63,对 H2的选择性达到42.31,具有良好的分离应用前景．测定了水存在条件下甲烷在该活性炭上的吸附等温线,由于孔尺寸有利于甲烷水合物的生成,因此甲烷吸入量较在干燥吸附剂上提高了82％．根据克劳修斯-克拉佩龙方程计算了甲烷水合物的生成焓为-64.37,kJ/mol．     

等离子体辅助下二氧化碳向一氧化碳的转化

为了实现二氧化碳向一氧化碳的转化,在等离子体辅助下利用这个装置进行了二氧化碳、煤和水蒸气的共处理研究．研究了磁场电流、二氧化碳流量和电弧的输入功率对气体产量的影响,同时,用可见发射光谱对电弧等离子体进行实时诊断．结果表明,H2和CO的产量随着电弧输入功率和二氧化碳流量的增大而增加,同时,H2,CO,CO2和O2的产量随着磁场电流的增大出现一个最大值．在气体产物中,H2和CO的体积百分含量介于83．0%～86．0％之间,而CO2的体积百分含量低于4．0％,与此同时,随着实验参数的变化,CO2的转化率介于78．9％～88．6％之间．对可见发射光谱的分析表明,H2或者CO的产量随着CH自由基或者CCO^＋离子峰强度的增大而增加．由此可见,H2和CO是通过CCO^＋离子和CH自由基这些中间体生成的．     

煤层中CO吸附模型

Languuir方程是由单分子层吸附模型推导出来的,在理论上,煤层吸附CO不符合单分子层吸附模型。温度较低时,由于煤层吸附CO得到的吸附等温线都属于第1类吸附等温线,所以吸附CO的量可以用Langmuir方程计算;温度较高时,吸附CO的量与煤层压力呈线性关系。煤层中CO吸附模型的确定可以提高自然发火预测预报的准确性,为进一步研究一氧化碳在煤层中的赋存机理提供了依据,减少不必要的自然发火预防措施的实施,提高经济效益,确保煤矿的安全生产。     

煤层气注气开采多组分流体扩散模型数值模拟

为了解决低渗透煤层气开发遇到挑战,依据双重介质扩散渗流和多组分吸附平衡理论,建立了注气开采煤层气多组分流体扩散渗流模型,利用数值方法研究了注气开采煤层气的增产机理．研究表明,注入二氧化碳气体不但减少了煤层甲烷的分压,加速了煤层甲烷的解吸,而且二氧化碳气体比甲烷气体更易吸附,竞争吸附置换煤层甲烷分子,从而提高了煤层气产量,结果表明注气开采煤层气是提高我国低渗透煤层气产量的有效途径。     

二氧化碳置换甲烷试验中渗透率变化研究

为研究煤层注CO2置换CH4过程中煤样对气体的吸附特性及渗透率变化特征,利用沁水盆地圆柱体原煤试样,在恒定体积应力(36 MPa)及不同注入压力(1~5 MPa)条件下,进行CO2置换CH4试验。结果表明:煤体对CO2的渗透率高于CH4气体;置换试验中,随注入压力的降低,煤体中CO2吸附相浓度逐渐升高,而CH4气体吸附相浓度呈相反变化趋势;在试验压降范围内,煤体对CO2、CH4气体的吸附量分别降低了48.73%、68.04%,煤体解吸CH4能力强于CO2气体。同时,在置换过程中,煤样置换渗透率受有效应力效应、基质收缩效应及滑脱效应等作用影响,其随注入压力的降低呈现先降低再增大的变化关系,且渗透率最低值出现在压力3.25 MPa时;在体积应力36 MPa条件下,注入压力下降后期渗透率相对于初期提高了17.03%。     

Secondary biogenic coalbed gas in some coal fields of China

The secondary biogenic coalbed gas, a new genetic and energy source type of coalbed gas in China, has been found in Xinji, Liyazhuang and Enhong areas. The essential characteristics of this type of gas are: (i) the major component of the gas is methane, with C1/C1-5 value higher than 0.99, indicating that the gas is part of dry gas; (ii) theδ13C1 value is in the range of -61.7‰to -47.9‰, mostly lower than -55‰, which is much lower than the estimatedδ13C1 value of thermogenic methane according to the thermal evolution degree of the coal rocks (with R0 value from 0.87% to 1.43%), showing the characteristics of the secondary biogenic gas; (iii) theδ5D value of methane ranges from -244‰to -196‰; (iv)δ13C 2 value ranges from -26.7‰to -15.9‰andδ13C 3 value ranges from -10.8‰to -25.3‰, indicating that the heavier hydrocarbons have a thermogenic origin; (v) the content of CO2 is very low, andδ13CCO2 value changes greatly, reflecting a characteristic of secondary change; (vi)δ15N2 value ranges mainly from -1‰to +1‰, indicating N2 derived significantly from air. The negative linear correlation between the contents of N2 and CH4 reflects the activity of bacteria bearing surface water infiltrating into coal beds. The comprehensive tracing indices show that the coalbed gas in the studied areas is the mixed gas of primarily secondary biogenic gas and a part of remnant thermogenic gas. The uplift of coal beds and the development of faults in the studied areas create favorable conditions for the formation of the secondary biogenic gas.     

低渗煤中氮气与二氧化碳气体吸附的表征模型

地质领域常以等温吸附试验为研究方法,探究煤中气体之间的吸附行为。以刘庄矿13煤为研究对象,开展了N₂、CO₂气体吸附实验,在综合分析拟合回归系数平方R²、模型计算值与实验值的残差平方和v与相对误差s的基础上,选出低渗煤中气体吸附的最佳吸附模型。结果表明：对于低渗煤中N₂吸附的模型拟合精度由高到低为：优化L模型>优化D-A模型>优化D-R模型>D-A模型>L模型>D-R模型>F模型;对于低渗煤中CO₂吸附的模型拟合精度由高到低为：优化L模型>优化D-A模型=优化D-R模型>D-A模型>L模型>D-R模型>F模型。实验结果可作为低渗煤层中气体吸附及CO₂封存提供地质依据。