Analiza pęcznienia węgli kamiennych i brunatnych w oparciu o analizę izoterm sorpcji CO2

• Autorzy: Baran P. , Zarębska K.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the swelling of hard coal and lignite based on the analysis of CO2 sorption isotherms

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy poddano analizie eksperymentalne izotermy sorpcji ditlenku węgla na 3 próbkach węgla kamiennego i 2 brunatnego zmierzone w dwóch temperaturach. Dokonano formalnego opisu danych eksperymentalnych przy użyciu równania Dubinina i Raduszkiewicza w formie oryginalnej oraz zmodyfikowanej. Zmodyfikowana forma równania DR pozwala ocenić skłonność próbki do pęcznienia pod wpływem pochłanianego gazu. Stwierdzono że najwyższą rozszerzalnością cechuje się próbka Pn z kopalni Pniówek. Otrzymane wyniki pozwalają również stwierdzić, że węgle wyżej uwęglone, o niskiej zawartości witrynitu, w temperaturze nadkrytycznej praktycznie nie pęcznieją pod wpływem ditlenku węgla.

EN

In the paper the experimental sorption isotherms of carbon dioxide for 3 samples of coal and 2 samples of lignite measured at two temperatures have been analyzed. A formal description of the experimental data has been made using the original and modified form of equation Dubinin and Radushkevich. A modified form of the DR equation allows to evaluate the tendency of the sample to swell under sorbed gas. It was found that the highest expansion is characterized by Pn sample from Pniówek mine. The obtained results allow also conclude that the high rank coals with low vitrinite content in the supercritical temperature practically does not swell under the influence of carbon dioxide.

Słowa kluczowe

PL

pęcznienie; węgiel kamienny; węgiel brunatny; sorpcja; ditlenek węgla

EN

swelling; hard coal; lignite; sorption; carbon dioxide

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 18, nr 4
• Strony: 109--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Baran P.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Zarębska K.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Baran P., Broś M., Nodzeński A. (2010). Studies on CO2 sorption on hard coal in the near-critical area with regard to the aspect of sequestration. Archives of Mining Sciences, 55, s. 59-68.
• Baran P., Cygankiewicz J., Zarębska K. (2013). Carbon dioxide sorption on polish ortholignite coal in low and elevated pressure. Journal of CO2 Utilization, 3-4, s. 44-48.
• Ceglarska Stefańska G. (1974). Rozszerzalność węgli kamiennych o różnym stopniu metamorfizmu pod wpływem sorpcji metanu przy wysokich ciśnieniach. Praca doktorska, Biblioteka Główna AGH, Kraków.
• Ceglarska Stefańska G. (1990). Współzależność procesów sorpcyjnych i dylatometrycznych zachodzących w układach: para wodna, dwutlenek węgla, metan. ZN AGH, Chemia z. 16, Kraków.
• Ceglarska-Stefańska G., Czapliński A. (1993). Correlation between sorption and dilatometric processes in hard coals. Fuel, 72, s. 413-417.
• Day S., Fry R., Sakurovs R. (2008). Swelling of Australian coals in supercritical CO2. International Journal of Coal Geology, 74, s. 41-52.
• Karacan C.O. (2003). Heterogeneous sorption and swelling in a confined and stressed coal during CO2 injection. Energy Fuels, 17, s. 1595-1608.
• Kelemen S.R., Kwiatek L.M. (2007). Physical properties of dry block Argonne premium bituminous coal related to CO2, CH4 and N2 adsorption. Paper 0711, Proceedings of the 2007 International Coalbed Methane Symposium, Tuscaloosa.
• Larsen J.W. (2004). The effects of dissolved CO2 on coal structure and properties. International Journal of Coal Geology, 57, s. 63-70.
• Majewska Z, Ceglarska-Stefanska G, Majewski S, Zietek J. (2009). Binary gas sorption/ desorption experiments on a bituminous coal: simultaneous measurements on sorption kinetics, volumetric strain and acoustic emission. International Journal of Coal Geology, 77, s. 90-102.
• Majewska Z., Ceglarska-Stefanska G., Majewski S., Zietek J. (2009). Binary gas sorption/ desorption experiments on a bituminous coal: simultaneous measurements on sorption kinetics, volumetric strain and acoustic emission. International Journal of Coal Geology, 77 s. 90-102.
• Mazumder S., Siemons N., Wolf K.H. (2006). Differential swelling and permeability change of coal in response to CO2 injection for enhanced coalbed methane. Paper 0602, Proceedings of the 2006 International Coalbed Methane Symposium, Tuscaloosa.
• Mazumder S., Siemons N., Wolf K.H. (2006). Differential swelling and permeability change of coal in response to CO2 injection for enhanced coalbed methane. Paper 0602, Proceedings of the 2006 International Coalbed Methane Symposium, Tuscaloosa.
• Pan Z., Connell L.D. (2007). A theoretical model for gas adsorption induced coal swelling. International Journal of Coal Geology. 69, s. 243-252.
• Pekot L.J., Reeves S.R. (2002) Modeling coal matrix shrinkage and differential swelling with CO2 injection for enhanced coalbed methane recovery and carbon sequestration applications. Topical Report, DOE Contract No. DE-FC26-00NT40924.
• Reucroft P.J., Patel H. (1986). Gas-induced swelling in coal. Fuel, 65, s. 816-820.
• Reucroft P.J., Sethuraman A.R. (1987). Effect of pressure on carbon dioxide induced coal swelling. Energy Fuels, 1, s. 72-75.
• Romanov V.N., Goodman A.L., Larsen J.W. (2006) Errors in CO2 adsorption measurements caused by coal swelling. Energy Fuels, 20, s. 415-416.
• Sakurovs R., Day S., Weir S. (2009). Causes and consequences of errors in determining sorption capacity of coals for carbon dioxide at high pressure. International Journal of Coal Geology, 77, s. 16-22.
• Siemons N., Busch A. (2007). Measurement and interpretation of supercritical CO2 sorption on various coals. International Journal of Coal Geology, 69, s. 229-242.
• Siemons N., Busch A. (2007). Measurement and interpretation of supercritical CO2 sorption on various coals. International Journal of Coal Geology, 69, s. 229-242.
• Walker P.L., Verma S.K., Rivera-Utrilla J., Khan M.R. (1988). A direct measurement of expansion in coals and macerals induced by carbon dioxide and methanol. Fuel 67, s. 719-726.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).