【摘 要】
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近年来,环境问题在全球范围都变得不可忽视,大气问题、温室效应、等愈演愈烈。CO2过量排放是造成温室效应的主要因素之一,减少其排放可有效减缓温室效应。在煤层气开采方面,CO2-ECBM技术的提出及使用既可以将CO2封存,又能将煤层气驱替采出,是一项清洁环保的方法,但该技术原理尚有很多问题亟待解决。本文针对CO2-ECBM技术主要原理开展重量法等温吸附实验,压力设定1～15MPa,实验温度设为恒定31
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近年来,环境问题在全球范围都变得不可忽视,大气问题、温室效应、等愈演愈烈。CO2过量排放是造成温室效应的主要因素之一,减少其排放可有效减缓温室效应。在煤层气开采方面,CO2-ECBM技术的提出及使用既可以将CO2封存,又能将煤层气驱替采出,是一项清洁环保的方法,但该技术原理尚有很多问题亟待解决。本文针对CO2-ECBM技术主要原理开展重量法等温吸附实验,压力设定1～15MPa,实验温度设为恒定313.15K,实验气体模拟现场环境设定5组不同体积比例的CO2-CH4混合气,并与纯组分气体等温吸附实验作对比,研究和补充二元气体竞争吸附机理,得到以下结论:（1）高温高压条件下测得的是先上升后下降的峰值型吸附等温线,这类等温线并不能真正显示等温吸附规律,需要进行校正得到与绝对吸附量相关的等温吸附曲线。经比较发现二元气体中绝对吸附量总体随着注气组分中CO2含量的增加而增大,吸附相体积随着CO2含量的增加先增加后减小。公式章2节1（2）通过对比常用的二元气体吸附模型适用性发现:N-A方程法对于高压下二元气体数据拟合效果最差,扩展Langmuir模型也只能作为一个参考,DL-IAST理论模型和直接计量法拟合效果最好,可以作为二元气体吸附预测使用。计算吸附相中各组分摩尔比极值得到驱替效率最佳时的注气比例为CH4:CO2=18.41%:81.59%。（3）二元气体的临界温度和临界压力介于各组分临界温压条件之间,且随着组分中CO2含量增加向纯CO2的临界温压条件靠近。二元气体吸附势随着注气组分中CO2含量增加而减小,且吸附势与吸附相密度之间符合三次多项式关系。（4）对传统二元气体扩散系数计算模型校正发现扩散系数随注气组分中CO2含量的增多而增大,而扩散系数随着压力的增加而减小。不同组分气体在同压力点的扩散系数与混合气体中的某一成分体积占比之间存在拟合度很高的指数关系或者二项式拟合关系,且拟合关系式的相关系数与体系压力之间存在严格的反比例函数关系。
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