高、低煤阶CO_2与CH_4竞争吸附解吸置换效果分析

摘要

基于山西沁水盆地柿庄北煤层气勘探开发资料以及新疆硫磺沟煤矿地质资料,采用U.S.A TerraTek IS-100等温吸附解吸仪开展了CH_4、CO_2单组分吸附解吸试验以及CO_2、CH_4混合气体竞争吸附解吸试验研究,分析了高、低煤阶煤对CH_4、CO_2单组分气体吸附解吸规律以及CO_2、CH_4混合气体竞争吸附解吸特性。结果表明:山西沁水高煤阶煤样吸附能力强于新疆硫磺沟低煤阶煤样,高煤阶煤样对CH_4、CO_2气体的吸附解吸曲线具有可逆性,低煤阶煤样对CO_2气体的解吸曲线具有明显的滞后现象;混合气体竞争吸附解吸过程中,高煤阶煤样中CO_2、CH_4吸附浓度及吸附量变化较大,高煤阶煤样CH_4对CO_2的分离因子强于低煤阶煤,高煤阶煤样竞争解吸效果明显,因此高煤阶煤更利于CO_2置换CH_4,且低压置换效果更好;低煤阶煤样中CO_2、CH_4吸附浓度及吸附量变化不大,竞争吸附解吸效果不明显,置换效果较差,说明高煤阶煤更适合通过注CO_2置换CH_4来提高煤层气的采收率。