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安全与环境学报2025年第12期:氧化作用对煤吸附CO_2特性的影响及机理研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:高飞;喻祝;贾喆;林菀;

单位:辽宁工程技术大学安全科学与工程学院;辽宁工程技术大学矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室;

摘要:为研究采空区遗煤的二次氧化对CO_2封存性能的影响,通过常温常压吸附试验、比表面积与孔径分析及XRD和拉曼光谱分析,探究了氧化煤孔隙结构、分子结构的变化对磁窑沟烟煤(CYG)和鹤岗褐煤(HG)的CO_2吸附性能的影响。结果表明,随着温度升高,两种煤微孔的累积比表面积、累积孔体积和最可几孔的数量均增加,煤的孔径分布整体向更小孔径平移。在整个氧化过程中,两种煤的CO_2饱和吸附量均呈增加趋势,烟煤的饱和吸附量始终大于褐煤。在氧化作用的影响下,煤微晶结构的芳香层间距d_(002)呈现先增加再降低的趋势,微晶堆积高度L_c、晶体堆叠层数n、芳香度f_a总体增加;D峰和G峰的峰位差d_((D-G))、D峰的半峰宽FWHM-D(W_D)、半峰宽比W_D/W_G随氧化程度加深总体增大,G峰的半峰宽FWHM-G(W_G)、峰强度比值I_D/I_G减小,以上变化表明分子结构趋于更有序的方向发展。由于煤分子结构的有序度不断增加,从而促进了孔隙结构发育,间接影响了煤的CO_2吸附性能。研究结果可为采空区遗煤封存CO_2技术的应用提供理论依据。

关键词:环境工程学;;碳封存;;氧化煤;;孔隙结构;;大分子结构;;光谱分析

基金资助:国家自然科学基金项目(51874161);; 2024年辽宁省教育厅基本科研项目(创新发展项目)(LJ242410147082)