Porównawcza analiza metod wyznaczania współczynników dyfuzji na przykładzie sorpcji CO₂ i CH₄ w węglach kamiennych

• Autorzy: Marecka A.

Identyfikatory

DOI

dx.medra.org/10.12916/przemchem.2014.1953

Warianty tytułu

EN

Comparative analysis of methods for determination of diffusion coefficients as exemplified by the studies on CO₂ and CH₄ sorption on coals

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań kinetyki procesu sorpcji i dyfuzji CO₂ i CH₄ na dwóch węglach kamiennych o różnym stopniu uwęglenia. W analizie danych empirycznych wykorzystano procedurę wielostronnej analizy porównawczej metod estymacji parametru kinetycznego z wykorzystaniem dwóch modeli (II prawo Ficka, trzy formy matematyczne oraz model kinetyczny F2). W rozważaniach przyjęto zaproponowaną wcześniej koncepcję estymacji parametrów kinetycznych na przykładzie obliczeń modelowych dla sorpcji gazów na antracycie w szerokich granicach uziarnienia (od poniżej 0,03 mm do 1,5 mm). Przedyskutowano również zależności między estymowanymi parametrami, w ujęciu równania Arrheniusa, na podstawie analizy danych kinetycznych otrzymanych w kilku temperaturach (ciśnienia poniżej 0,1 MPa, warunki izotermiczno-izobaryczne). Zastosowane podejście, które stanowi pewną modyfikację klasycznego modelu dyfuzji wg II prawa Ficka oraz przeprowadzone analizy wartości estymowanych parametrów znacznie rozszerzają możliwości analizowania eksperymentalnych krzywych kinetycznych i umożliwiają porównanie natury złożonych procesów sorpcyjnych w kompleksowej strukturze węgli kamiennych o zdecydowanie odmiennych właściwościach fizykochemicznych i teksturalnych.

EN

Two bituminous coals (C contents 87.58 and 92.30% by mass, pore vols. 0.0549 and 0.0560 cm³/g, resp.) were used as sorbents (grain size 0.49–0.75 mm) for CO₂ and CH₄ sorption at 289–313 K and below 0.1 MPa to det. The kinetic consts. in the F2 kinetic model and the diffusion parameters in the Fick equation (after its transformation). Mechanism and kinetics of the sorption were discussed in aspects to CH₄ recovery from coal beds and CO₂ storage in the beds. The applicability of the 2nd Fick law for the description of the sorption on coals was confirmed.

Słowa kluczowe

PL

analiza porównawcza; współczynnik dyfuzji; sorpcja CO2; sorpcja CH4

EN

comparative analysis; diffusion coefficients; CO2 sorption; CH4 sorption

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 93, nr 11
• Strony: 1953--1959
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Marecka A.

• Wydział Energetyki i Paliw, AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. A. Franco, A. R. Diaz, Energy 2009, 34, 348.
• 2. H. Lund, B. V. Mathiesen, Energy 2012, 44, 469.
• 3. T. Malik, M. Liszka, A. Ziębik, Karbo 2013, 1, 94.
• 4. H. Hu, X. Li, Z. Fang, N. Wei, Q. Li, Energy 2010, 35, 2939.
• 5. A. Ciembroniewicz, A. Marecka, Fuel 1993, 72, 405.
• 6. C. R. Clarkson, R. M. Bustin, Fuel 1999, 78, 1345.
• 7. X. Cui, M. C. Bustin, G. Dipple, Fuel 2004, 83, 293.
• 8. J. Q. Shi, S. Durucan, Fuel 2003, 82, 1219.
• 9. A. Saghafi, M. Faiz, D. Roberts, Int. J. Coal Geol. 2007, 70, 240.
• 10. J. D. N. Pone, P. M. Halleck, J. P. Mathews, Energy Fuels 2009, 23, 4688.
• 11. S. Bhowmik, P. Dutta, Int. J. Coal Geol. 2013, 113, 50.
• 12. E. Ruckenstein, A. S. Vaidyanathan, G. R. Youngquist, Chem. Eng. Sci. 1971, 26, 1305.
• 13. D. Charriere, Z. Pokryszka, P. Behra, Int. J. Coal Geol. 2010, 81, 373.
• 14. G. Staib, R. Sakurov, E. M. Gray, Int. J. Coal Geol. 2013, 116-117, 106.
• 15. J. Cranck, The mathematics of diffusion, Clarendom Press, Oxford 1975.
• 16. A. Marecka, A. Mianowski, Fuel 1998, 77, 1691.
• 17. A. Mianowski, A. Marecka, J. Therm. Anal. Cal. 2009, 95, 285.
• 18. A. Marecka, Proc. 8th Intern. Conf. on Coal Sci., t. 1 (red. J.A. Pajares, J. M. D. Tascon), Elsevier, Amsterdam 1995.
• 19. A. Marecka, Gospodarka Surowcami Mineralnymi-Mineral Resources Management 2007, 23, 129.
• 20. A. Ciembroniewicz, M. Lasoń, Roczniki Chemii 1972, 46, 703.
• 21. A. Mianowski, A. Marecka, J. Therm. Anal. Cal. 2009, 96, 495.