煤分子结构对煤层气吸附与扩散行为的影响

摘要：

对煤的芳香单元延展度、芳香单元堆砌层数以及包括不同缺陷和含氧官能团类型的表面结构对煤层气吸附与扩散的影响进行了研究。采用Monte Carlo模拟方法及分子动力学模拟方法分别得到了煤层气的吸附量与扩散系数，模拟温度为303 K，压力为10 MPa。研究结果表明，单位质量的煤对甲烷的吸附量随着芳香单元堆砌层数的增加而降低，缺陷和含氧官能团的存在不利于甲烷的吸附。甲烷的扩散随着芳香单元延展度的增加呈现出一个N形的复杂变化过程，单缺陷和羰基的存在有利于煤层气的扩散，煤结构中大的裂隙更有利于煤层气的扩散。最后，基于煤层气的微观影响因素和宏观运移行为提出了煤颗粒径向不均质的煤层气扩散微观模型。

关键词：煤分子结构、煤层甲烷、吸附、扩散、分子模拟

所属期刊栏目：67

分类号：O647.32(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家科技重大专项项目2011ZX05040-005-002-001；国家自然科学基金项目21276171，21576178，21276003；山西省青年学术带头人项目。@@@@supported by the Major Projects of National Science and Technology2011ZX05040-005-002-001;the National Natural Science Foundation of China21276171,21576178,21276003;the Program for the Innovative Talents of Higher Learning Institutions of Shanxi

在线出版日期：2016-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：2548-2557