超临界状态下煤岩吸附/解吸二氧化碳的实验

李全中¹，倪小明^1,2，王延斌³，高莎莎³

1. 河南理工大学能源科学与工程学院2. 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地3. 中国矿业大学地球科学与测绘工程学院

摘 要：查明超临界状态下煤岩对CO2的吸附/解吸特征,能为煤层气开采现场注CO2的注入参数选取提供理论依据。以山西屯留矿的瘦煤和寺河矿的无烟煤为研究对象,借助ISO-300型等温吸附实验仪分别进行了不同温度（35℃、45℃、55℃）、最高压力达到CO2临界压力以上时的吸附/解吸实验。结果表明:超临界状态下,随着压力升高,容量法测得的吸附量存在最大值,不代表煤样的绝对吸附量,而是Gibbs吸附量;根据煤岩在高压下吸附CO2的本质,计算出超临界状态下煤岩吸附/解吸CO2的真实量。超临界状态下煤岩吸附CO2的真实量与压力之间符合langmuir吸附曲线,随着吸附压力的升高,Gibbs吸附量与绝对吸附量之间的差值越来越大;随着温度的升高,煤样的饱和吸附量降低;同样条件下,高变质程度的无烟煤对CO2的饱和吸附量大于瘦煤;超临界状态下煤样对CO2的绝对吸附等温线和绝对解吸等温线是可逆的。

关键词：超临界状态;二氧化碳;吸附/解吸曲线;Gibbs吸附量;