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煤吸附硫化氢混合气体的试验研究*

2021-07-12孙维吉马杨奇姜涵文

中国安全生产科学技术 2021年6期

孙维吉,马杨奇,姜涵文,秦 冰,梁 冰

(辽宁工程技术大学 力学与工程学院,辽宁 阜新 123000)

0 引言

近年来,我国中西部部分煤矿(如铁新矿、乌东矿、东山矿等)在开采时均出现硫化氢(H2S)大量涌出的情况。H2S是矿井有毒有害气体之一,当开采富含H2S煤层时,H2S大量涌出会对工作面作业人员造成极大的危害,甚至危及生命。同时煤层H2S作为赋存在煤多孔介质中的气体,自身的吸附特性及其对甲烷等其他气体的吸附影响规律较复杂。因此,研究煤对H2S的吸附特性,对揭示煤层中H2S赋存状态、煤层H2S防治有重要意义。

煤对气体的吸附一般属于物理吸附。因H2S具有毒性,故研究煤对H2S的吸附不宜采用100%高纯硫化氢开展试验,需要利用混合气体吸附理论设计针对多种气体的吸附研究,国内外学者对此开展大量研究:薛景战等[1]通过用Langmuir和D-A 2种模型对H2S吸附试验数据进行拟合,初步分析H2S的吸附特征,然而对煤吸附H2S规律并不明确;杨宏民等[2]将多组分混合气体吸附解吸试验分为竞争吸附和置换吸附2类,并认为煤对混合气体的吸附与吸附过程的先后顺序无关,只与吸附的浓度比例(分压比)和平衡压力等条件有关;吴迪等[3]利用具有温度调控功能的吸附试验装置,研究不同温度条件下煤对CH4/CO2二元混合气体的吸附规律,发现在CH4/CO2二元混合气体吸附体系中,CO2吸附占据主导地位,煤对CO2的吸附能力大于对CH4的吸附能力;高莎莎等[4]探究CH4/CO2二元混合气体在煤体中的解吸规律,提出CH4和CO2之间存在着竞争吸附和置换解吸的作用。……

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