电位梯度对电化学改变贫煤瓦斯吸附解吸特性的影响实验研究
Effect of Electric Potential Gradient on Methane Adsorption and Desorption Behaviors in Lean Coal Modified by Electrochemical Treatment
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摘要: 选用3种电位梯度分别对东曲矿贫煤进行电化学改性实验,对改性前后的煤样进行瓦斯吸附解吸测试,并通过低温液氮吸附测试和红外光谱测试分析改性前后煤样孔隙结构和表面基团的变化。结果表明:未改性贫煤煤样的饱和吸附量为30.030 mL/g,煤样的Langmuir压力为0.876 MPa,最终解吸率为83.204%,经1、2、4 V/cm 3种电位梯度电化学改性后,煤样的饱和吸附量分别降低为29.239、28.329、26.667 mL/g;Langmuir压力分别升高为0.932、1.042、1.048 MPa;最终解吸率分别提高84.235%、85.541%和87.840%;电位梯度越大,改性后煤样的比表面积越小,平均孔径越大,含氧官能团数量越多,故抑制瓦斯吸附、强化瓦斯解吸的效果越好。Abstract: In this paper, the electrochemical modification of lean coal samples with potential gradients of 1 V/cm, 2 V/cm and 4 V/cm, gas adsorption desorption test of coal samples before and after modification, and the change of pore structure and surface group of coal samples before and after modification were analyzed by low temperature liquid nitrogen adsorption test and infrared spectrum test. The results show that: the saturated adsorption capacity of unmodified lean coal sample is 30.030 mL/g, the Langmuir pressure of unmodified lean coal sample is 0.876 MPa, the final desorption rate of unmodified lean coal sample is 83.204%. After electrochemical modification with potential gradients of 1 V/cm, 2 V/cm and 4 V/cm, the saturated adsorption capacity of coal sample is 29.239 mL/g, 28.329 mL/g and 26.667 mL/g,and the Langmuir pressure of coal sample is 0.932 MPa, 1.042 MPa and 1.048 MPa respectively,the final desorption rate of coal sample is 84.235%, 85.541% and 87.840% respectively; the larger the potential gradient, the smaller the specific surface area of the modified coal sample, the larger the average pore diameter, and the more the number of oxygen-containing functional groups, the better the effect of inhibiting gas adsorption and enhancing gas desorption.
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