電化學(xué)方法應(yīng)用于強化煤層瓦斯抽采的效果主要取決于工程設(shè)計與參數(shù)選取的合理性。采用實驗室實驗的方法,用H2SO4、Na2SO4和NaOH 3種電解液分別對貧煤進行電化學(xué)改性,對改性前后煤樣的瓦斯吸附解吸特性進行了測試,并通過低溫液氮吸附測試和紅外光譜測試分析了改性對貧煤煤樣孔隙結(jié)構(gòu)和表面基團的改變。結(jié)果表明:未改性煤樣的飽和吸附量為30.03 mL/g,Langmuir壓力為0.88 MPa,最終解吸率為83.20%;經(jīng)H2SO4、Na2SO4和NaOH 3種電解液電化學(xué)改性后,煤樣的飽和吸附量分別為23.70、26.67、32.79 mL/g,煤樣的Langmuir壓力分別為1.15、1.05、0.80 MPa,煤樣的最終解吸率分別為90.10%、87.84%和81.71%;用H2SO4電解液電化學(xué)改性后的貧煤,比表面積最小,平均孔徑最大,含氧官能團數(shù)量最多,故抑制瓦斯吸附、強化瓦斯解吸的效果最好。

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖1電化學(xué)改性實驗裝置

改性共設(shè)計了4種方案，實驗方案見表2。其中方案1為未改性原煤，方案2至方案4分別為采用H2SO4、Na2SO4和NaOH溶液作為電解液進行電化學(xué)改性。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T19560—2008《煤的高壓等溫吸附試驗方法》，將貧煤用粉碎機粉碎至60～80目（180～250μm），并....

圖2改性前后煤樣吸附等溫線

式中：V為瓦斯吸附量，mL/g;p為甲烷氣體平衡壓力，MPa;VL為Langmuir體積，表示在給定的溫度下，單位質(zhì)量煤樣的最大飽和吸附量，mL/g;pL為Langmuir壓力，表示當(dāng)V=VL/2時對應(yīng)的氣體平衡壓力，MPa。對根據(jù)式（1）計算得到的數(shù)據(jù)進行擬合，朗格繆爾參數(shù)擬合....

圖3改性前后煤樣解吸率隨時間變化曲線

改性前后貧煤解吸率隨時間變化的曲線如圖3，其最終解吸率及擴散系數(shù)見表4。由圖3可知，瓦斯解吸率為方案4<方案1<方案3<方案2，且達到解吸平衡的時長為方案4>方案1>方案3>方案2，表明當(dāng)選用H2SO4作為電解液時，解吸率最大，達到解吸平衡的時間最短，其次為Na2SO4電解液，N....

圖4改性前后煤樣的紅外光譜圖

煤表面的含氧官能團也會影響煤對瓦斯的吸附，王寶俊指出含氧官能團的增加會減少煤表面對甲烷分子的吸附點位，從而降低瓦斯的吸附量[19]。用H2SO4電解液電化學(xué)改性后，煤樣的表面基團中羥基（OH）含量明顯增多，抑制了瓦斯的吸附；用Na2SO4電解液電化學(xué)改性后羥基（OH）含量也增多，....

本文編號：3898920