中国安全科学学报

作者：仇悦, 龙航, 白杨, 林海飞, 严敏, 肖通

单位：1 西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安 710054；2 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西 西安 710054；3 煤炭行业西部矿井瓦斯智能抽采工程研究中心,陕西 西安 710054

关键词：瓦斯吸附,吸附热力学,动力学特征,温度效应,等温吸附

基金：国家自然科学基金(51674192); 国家自然科学基金(51874236); 陕西省杰出青年科学基金(2020JC-48)

为研究煤体与瓦斯相互作用的热力学与动力学特征,利用自主研发的煤系气流固耦合试验平台,开展298、308、318、328、338 K温度点煤体等温吸附试验,分析温度效应下煤体吸附瓦斯热力学参数、吸附动力学特征。试验结果表明:随温度升高,煤体瓦斯吸附量逐渐降低,等温吸附曲线符合Langmuir型变化规律;煤体等量吸附热随吸附量的增加而增大,变化范围为-10.191~-7.127 kJ/mol; 煤体吸附瓦斯为放热物理过程,温度升高抑制煤体吸附瓦斯能力,煤体极限吸附热为 -11.369 kJ/mol; 不同温度吸附自由能和吸附熵均小于0,分别为-6.958~-2.452 kJ/mol和-14.085~-12.607 J/(mol·K); 动力学模型拟合中,吸附平衡时的瓦斯吸附量随温度升高而降低,吸附速率常数与温度呈正线性关系。煤体吸附瓦斯为动态放热过程,随温度升高,瓦斯气体分子能量逐渐大于煤体孔隙吸附势能,吸附质态瓦斯逐渐转变为游离态瓦斯,煤体吸附瓦斯能力下降。

来源：2023年第7期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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