Zastosowanie modelu MSW do opisu sorpcji gazów kopalnianych na wybranej próbce węgla z Rybnickiego Okręgu Węglowego

• Autorzy: Baran P. , Jodłowski G. S. , Wójcik M , Zarębska K

Warianty tytułu

EN

Application of MSW model to describe mine gases sorption on the basis of the selected coal samples from the Rybnik Coal Area

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wgląd w istotę mechanizmów deponowania mieszanin gazowych w materiałach węglowych, w szczególności w węglu kamiennym, może mieć istotne znaczenie dla określenia zasobów gazu, towarzyszącego złożom węgli kamiennych i określenia możliwości pozyskania gazu z tych złóż z jednoczesną, bądź równoległą sekwestracją ditlenku węgla. Wyniki badań mogą być również wykorzystywane do przewidywania zdolności adsorpcyjnych i katalitycznych poszczególnych próbek węgli lub przydatności węgli kamiennych w charakterze „tanich sorbentów" w procesach separacji i oczyszczania gazów. W tym celu przeprowadzono wiele pomiarów izoterm sorpcji w zakresie podwyższonego ciśnienia w układach: próbka węglowa - metan, - ditlenek węgla, - mieszanina tych gazów o składzie 50 % obj. CH4 + 50 %obj. CO2. Celem pracy było określenie mechanizmów występujących podczas lokowania cząsteczek mieszanin gazowych w materiałach węglowych. Rozważano również problem konkurencyjności sorpcji w celu opracowania procedury obliczeniowej, dającej rzetelne estymaty sorpcji z mieszanin na podstawie sorpcji pojedynczych składników mieszaniny gazowej lub analizy izotermy sorpcji mieszaniny z rozdziałem na poszczególne składniki. Uzyskane dane w korelacji z odpowiednią metodyką obliczeniową pozwalałaby przewidywać efekty i zjawiska zachodzące w trakcie wypierania metanu przez ditlenek węgla z metanowego złoża węglowego.

EN

Recognition of the matter of gaseous mixture deposition in carbonaceous materials, especially in hard coal, has a great meaning for estimation of the hard coal deposits of gas resources and possibilities of gas exploration from these beds with simultaneous or collateral carbon dioxide sequestration. Investigation results could be used either for prediction of adsorption and catalytic properties of the several coal samples or evaluation of the usability of hard coals as the "cheap sorbents" in the processes of separation and cleaning of gases. For this purpose, number of measurements were taken of the sorption isotherms in the range of elevated pressure in the systems: coal sample-methane, coal sample-carbon dioxide and the same for the mixture of gases with composition 50 % vol. CH4 + 50 % vol. CO2. The aim of this paper was to define the mechanisms taking part in the location of gaseous mixture molecules in the coal material. The sorption competition problem was taken into account in order to define a numeric procedure giving reliable estimates of sorption from the mixtures on the basis of data on sorption of individual gases or analysis of sorption isotherms of the mixture for each component separately. The obtained data in correlation with proper numerical methodology would allow to estimate effects and phenomena taking place during methane relocation by the carbon dioxide in the methane coal bed.

Słowa kluczowe

PL

pojemność magazynowa; ditlenek węgla; metan; sorpcja; modelowanie

EN

storage capacity; carbon dioxide; methane; sorption; modelling

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 71, nr 2
• Strony: 10--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wykr., rys.

Twórcy

autor

Baran P.

• AGH w Krakowie

autor

Jodłowski G. S.

• AGH w Krakowie

autor

Wójcik M

• AGH w Krakowie

autor

Zarębska K

• AGH w Krakowie

Bibliografia

• 1. Baran, P., Broś. M., Nodzeński, A.: Studies on CO, sorption on hard coal in the nearcritical area with regard to the aspect of sequestration. Archives of Mining Sciences 55, 1, 2010, 59-68.
• 2. Baran P., Zarębska K., Nodzeński A.: Energy Aspects of CO2 Sorption in the Context of Sequestration in Coal Deposits, Journal of Earth Science 25,4,2014,719-726.
• 3. Ceglarska-Stefańska G., Zarębska K.: Sorption of carbon dioxide methane mixtures, International Journal of Coal Geology 62, 4, 2005, 211-222.
• 4. Charriere D., Pokryszka Z., Behra P.: Effect of pressure and temperature on diffusion of CO, and CH4 into coal from the Lorraine basin (France). International Journal of Coal Geology 81, 2010, 373-380.
• 5. Jodłowski, G.S., Baran, P., Wójcik, M, Nodzeński, A., Porada, St.,
• Milewska-Duda J.: Sorption of methane and carbon dioxide mixtures in Polish hard coals considered in terms of adsorption-absorption. Applied Surface Science, 253, 2007, 5732-5735.
• 6. Lutyński M:. Impact of preparation and storage of activated carbon on the high pressure sorption of CO,. Bulletin of the Polish Academy of Sciences 62, 1, 2014, 113-119.
• 7. Majewska Z, Majewski S., Ziętek J.: Zastosowanie zjawiska emisji akustycznej do badania układu węgiel kamienny-gazy kopalniane w aspekcie sekwestracji CO, w pokładach węgla. Przegląd Górniczy 2014, 70, 1-11.
• 8. Mazumder S., Wolf K.H.A.A., van Hemert P., Busch A,: Laboratory experiments on environmental friendly means to improve coalbed methane production by carbon dioxide/flue gas injection. Transport in Porous Media 2008, 75, 63-92.
• 9. Milewska-Duda, J., Duda, J., Nodzeński, A., Lakatos, J.: Absorption and adsorption of methane and carbon dioxide in hard coal and active carbon. Langmuir American Chemical Society 16, 12, 2000, 5458-5466.
• 10. Span, R., Wagner, W.: A new equation of state for carbon dioxide covering the fluid region from the triple-point temperature to 1100 K at pressures up to 800 MPa. Journal of Physical and Chemical Reference Data 25, 1996, 1509-1596.
• 11. Viete D.R., Ranjith P. G.: The mechanical behaviour of coal with respect to CO2 sequestration in deep coal seams. Fuel 86, 2007, 2667-2671.
• 12. Zarębska K., Baran P., Dudzińska A., Cygankiewicz J.: Analiza sorpcji metanu i dwutlenku węgla na węglach kamiennych w aspekcie zatłaczania. Wiadomości Górnicze 61, 2010, 502-505.
• 13. Zarębska K., Ceglarska-Stefańska G.: The change in effective stress associated with swelling during carbon dioxide sequestration on natural gas recovery. International Journal of Coal Geology 74, 2008, 167-174.