脱气温度对3种煤阶煤氮气吸附实验结果的影响

作者:颜志丰; 沈军平; 李丹; 张振国; 高莲凤; 沈书行; 宋清宇; 孙明晓
来源:煤炭学报, 2022, 1-9.
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2021.1605

摘要

低温氮吸附实验是研究煤储层孔隙的重要方法,通过实验得到的数据能表征出煤孔隙结构。低温氮吸附实验结果受到样品粒径,脱气温度和脱气时间等因素的影响,其中脱气温度和脱气时间受到样品本身性质影响较大且不易控制。为研究低温氮吸附实验中脱气温度对结果的影响,选用北宿矿的中变质烟煤,马兰矿的高变质烟煤和新景矿的无烟煤,3种不同变质程度的煤样进行低温氮吸附实验。实验过程中采用相同的脱气处理时间,时间长度均为2小时,脱气处理温度分别为105 ℃、120 ℃、135 ℃,150 ℃。据此研究煤样在不同脱气温度下孔隙结构的变化,并对实验结果的差异性进行分析。通过分析三个煤阶的煤样在相同脱气时间和不同脱气温度条件下的质量变化率、吸附等温线、吸附量、孔容、孔比表面积和平均孔径等参数,发现不同煤阶的煤样当脱气温度发生变化时,实验结果也都发生变化。通过实验发现在改变脱气温度时,影响煤孔隙结构实验结果的主要因素是煤中的水分和挥发分。随着脱气温度的升高,实验结果受水分的影响逐渐变弱,受挥发分的影响逐渐增强。在相同的脱气时间和脱气温度的条件下,煤的变质程度越高,实验结果受水分的影响就越小。在脱气时间2小时的情况下,煤样的脱气温度建议为135 ℃。低变质程度的煤由于挥发分含量很高,对温度更加敏感,是不是遵循相同的规律还需要进行探讨。

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