Rozwój odkształceń węgla kamiennego w procesach sorpcyjno-desorpcyjnych

• Autorzy: Ceglarska-Stefańska G. , Majewska Z. , Majewski S. , Ziętek J. , Czerw K.

Warianty tytułu

EN

Development of strain of coal subjected to sorption-desorption processes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań sorpcyjnych i dylatometrycznych wykonanych na blokowych próbkach węgla kamiennego (20 x 20 x 40 mm). Powszechnie znane jest zjawisko pęcznienia/kontrakcji węgli towarzyszące procesom sorpcyjnym gazów (CO2, CH4). Te zmiany objętościowe np. w trakcie sekwestracji CO2 w utworach węglonośnych mogą wpływać na zmiany ich przepuszczalności. Koncepcja pracy opiera się na założeniu, że badania prowadzone na kawałkowych próbkach, w porównaniu z badaniami na próbkach ziarnowych, mogą dostarczyć informacji istotnych dla pełniejszego poznania zachowania się CO2 w procesie jego sekwestracji. Uzyskane wyniki wskazują, że na oddziaływania węgiel-gaz ma wpływ naturalna porowatość węgla wynikająca z jego składu maceralnego. W przypadku kawałkowych prób gaz wolny zgromadzony w pęknięciach i szczelinach węgla odpowiedzialny jest za skurcz próbki, który utrudnia dyfuzję do i z porów sorpcyjnych.

EN

The paper reports results of experiments concerning the sorption/desorption processes accompanied by dilatation measurements conducted on block samples of coal (20 x 20 x 40 mm). Swelling/shrinkage of coal which occurs during sorption of gases (CO2, CH4) is a well-known phenomenon. Those changes of the external dimensions, for example during CO2 sequestration in geological strata containing coal, may lead to changes in its permeability. The concept of this study was based on the assumption that experiments conducted on lump samples, in comparison with those performed on grain size fractions, may reveal significant informations to provide a better understanding of CO2 behavior during sequestration process. Results of the experiments show that natural porosity of coal, which results from its maceral composition, has an influence on interactions between coal and gases. In case of lump samples free gas stored in coal cleats and cracks is responsible for a sample contraction and at the same time makes the diffusion into and out of pores more difficult.

Słowa kluczowe

PL

węgiel kamienny; sorpcja CO2; sorpcja CH4; desorpcja CO2; desorpcja CH4; odkształcenia próbek węgla; proces sorpcji

EN

hard coal; sorption CO2; desorption CO2; CH4; strains of coal during sorption procceses; strains of coal during desorption procceses

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2007
• Tom: T. 23, z. 3s
• Strony: 41--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Ceglarska-Stefańska G.

autor

Majewska Z.

autor

Majewski S.

autor

Ziętek J.

autor

Czerw K.

• Wydział Paliw i Energii, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• [1] Chalmers G.R.L., Bustin R.M., 2007 – On the effect of petrographic composition on coalbed methane sorption. Int. Journal of Coal Geology, 69, 288–304.
• [2] Ceglarska-Stefańska G., Czapliński A., 1993 – Correlation between sorption and dilatometric Processes in hard coals. Fuel, 72, 413–417.
• [3] Ceglarska-Stefańska G., Zarębska K., 2002 – Expansion and contraction of the variable rank coals during the exchange sorption of CO2 and CH4. Adsorption Science & Technology, 20, No. 1, 49.
• [4] Ceglarska-Stefańska G., Zarębska K., 2005 – Sorption of carbon dioxide–methanemixtures, Int. Journal of Coal Geology, 62, 211–222.
• [5] George St., Bakarat M.A., 2001 – The change in effective stress associated with shrinkage from gas desorption in coal. Int. Journal of Coal Geology, 45, 105–113.
• [6] Goodma n A.L., Favors R.N., Larsen J.W., 2006 – Argonne coal structure rearrangement caused by sorption of CO2. Energy and Fuels, 20, 2537–2543.
• [7] Harpalani S., Schraufnagel R.A., 1990 – Shrinkage of Coal Matrix with Release of Gas and its Impact on Permeability of Coal. Fuel, 69, 551.
• [8] Harpalani S., Prusty B.K., Dutta P., 2006 – Methan/CO2 Sorption Modeling for Coalbed Methane Production and CO2 sequestration. Energy and Fuels, 20, 1591–1599.
• [9] Karacan Ö.C., Okandan E., 2000 – Assessment of energetic heterogeneity of coals for gas adsorption and its effect on mixture predictions for coalbed methane studies. Fuel, 79, 1963.
• [10] Karacan C.Ö., Mitchell G.D., 2003 – Behavior and effect of different coal microlithotypes during gas transport for CO2 sequestration into coal seams. Int. Journal of Coal Geology, 53, 201–217.
• [11] Krooss B.M., van Bergen F., Gensterblum Y., Siemons N., Pagimer H.J.M., David P., 2002 – High-pressure methane and carbon dioxide adsorption on dry and moisture – equilibrated Pennsylvanian coals. Int. Journal of Coal Geology, 51, 69–92.
• [12] Majewska Z., Ziętek J., 2007 – Changes of acoustic emission and strain in hard coal during gas sorption – desorption cycles. Int. Journal of Coal Geology, 70, 305–312.
• [13] Pekot L.J., Reeves S.R., 2002 – Modeling coal matrix shrinkage and differential swelling with CO2 injection for enhanced coalbed methane recovery and carbon dioxy sequestration applications. Topical report, Contract No. DE–FC26–00NT40924, U.S.DOE, Washington, DC, 14, 17.