Analiza energetyki sorpcji CO2 na podstawie badań wybranych próbek węgla kamiennego

• Autorzy: Baran P.

Warianty tytułu

EN

Analysis of CO2 sorption energy based on investigations of selected hard coal samples

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca prezentuje eksperymentalne wyniki sorpcyjne dla trzech próbek węgla kamiennego. Dla każdej próbki wyznaczono izotermy sorpcji w trzech temperaturach, w zakresie ciśnienia do 3 MPa, na próbkach o frakcji ziarnowej. Dla badanych układów węgiel–CO2 wyznaczono izosteryczne ciepła sorpcji oraz wyliczono prace objętościowe. Stwierdzono, że próbka cechująca się najniższą wartością izosterycznego ciepła sorpcji odznaczała się największym „zapasem" pracy objętościowej. Parametr ten może mieć duże znaczenie w przypadku projektowania potencjalnego miejsca geologicznego składowania, gdyż umożliwi oszacowanie ryzyka w razie awarii lub rozszczelnienia takiego złoża.

EN

The paper summarizes the results of experimental testing of carbon dioxide sorption on three coal samples. For each sample, sorption tests were done at three temperatures, in the pressure range 0–3 MPa. The values of the isosteric heat of sorption and the work of expansion and desorption were derived for the investigated sorption systems. Test data reveal that the isosteric heat for hard coals is inversely proportional to the “reserve” of volumetric work – a major parameter triggering the sudden release of gas from the coalbed, thus enabling us to assess the potential risk involved in rapid unsealing of the coalbed.

Słowa kluczowe

PL

sekwestracja CO2; sorpcja; węgiel kamienny; izosteryczne ciepło sorpcji; praca objętościowa

EN

CO2 sequestration; sorption; hard coal; isosteric heat of sorption; volumetric work

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 448 (1)
• Strony: 137--143
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Baran P.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Energetyki i Paliw, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] 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. Arch. Min. Sci., 55, 1: 59-68.
• [2] CEGLARSKA-STEFAŃSKA G., ZARĘBSKA K., 2005 — Sorption of carbon dioxide-methane mixtures. Inter. J. Coal. Geol., 62: 211-222.
• [3] CZEPIRSKI L., JAGIEŁŁO J.,1989 — Virial type thermal equation of gas-solid adsorption. Chem. Eng Sci., 44, 4: 797-803.
• [4] CZERW K., 2011 — Methane and carbon dioxide sorption/desorption on bituminous coal – experiments on cubicoid sample cut from the primal coal lump. Int. J. Coal Geol., 85,1: 72-77.
• [5] DAY S., FRY R., SAKUROVS R., 2008 — Swelling of Australian coals in supercritical CO2. Inter. J. Coal Geol., 74: 41-52.
• [6] JAGIEŁŁO J., LASOŃ M., NODZEŃSKI A., 1992 — Thermodynamic description of the process of gas liberation from a coal bed. Fuel, 71, 4: 431-435.
• [7] JODŁOWSKI G. S., BARAN P., WÓJCIK M., NODZEŃSKI A., PORADA S., MILEWSKA-DUDA J., 2007 — Sorption of methane and carbon dioxide mixtures in Polish hard coals considered in terms of adsorption-absorption model. Applied Surface Science, 253: 5732-5735.
• [8] KARACAN C.O., 2007 — Swelling-induced volumetric strains internal to a streses coal associated with CO2 sorption. Inter. J. Coal Geol., 72: 209-220.
• [9] KARACAN C.O., MITCHELL G.D., 2003 — Behavior and effect of different coal microlithotypes during gas transport for carbon dioxide sequestration into coal seams. Inter. J. Coal Geol., 53: 201-217.
• [10] LARSEN J. W., 2004 — The effects of dissolved CO2 on coal structure and properties. Int. J. Coal Geol., 57: 63-70.
• [11] MASTALERZ M., GLUSKORT H., RUPP J., 2004 — Carbon dioxide and methane sorption in hugh voatile bituminous coals from Indiana. Inter. J. Coal Geol., 60: 43-55.
• [12] MILEWSKA-DUDA J., DUDA J., NODZEŃSKI A., LAKATOS J., 2000 — Absorption and adsorption of methane and carbon dioxide in hard coal and active carbon. Langmuir/American Chemical Society, 16, 12: 5458-5466.
• [13] NODZEŃSKI A., 1998 — Sorption and desorption of gases (CH4, CO2) on hard coal and active carbon at elevated pressures. Fuel, 77, 11: 1243-1246.
• [14] NODZEŃSKI A., 2000 — Wysokociśnieniowa desorpcja ditlenku węgla i metanu z węgla kamiennego Zagłębia Dolnośląskiego. AGHRozprawy i monografie, 95.
• [15] PAGNIER H., BERGEN VAN F., KRZYSTOLIK P., SKIBA J., JURA B., HADRO J., WENTINK P, DE-SMEDT G., KRETZSCHMAR H.J., FROBEL J., MULLER-SYRING G., KROOSS B., BUSCH A., WOLF K.-H., MAZUMDER S., BOSSIE-CODREANU D., CHOI X., GRABOWSKI D., HURTEVENT D., GALE J., WINTHAEGEN P., MEER VAN DER B., BRUINING H., REEVES S., STEVENS S., 2005 — Reduction of CO2 emission by means of CO2 storage in coal seams in the Silesian Coal Basin in Poland – Workshop Szczyrk, Poland, March 2005 (abstract book).
• [16] SMITH J.R., SMITH J. W., 2007 — A relationship between the carbon and hydrogen content of coals and their vitrynite reflectance. Inter. J. Coal Geol., 70: 79-86.
• [17] STUART D., SAKUROVS R., WEIR S., 2008 — Supercritical gas sorption on moist coals. Inter. J. Coal Geol., 74: 203-214.
• [18] WÓJCICKI A., 2009 — Potencjał geologicznego składowania CO2 w głębokich, nieeksploatowanych pokładach węgla Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Prz. Geol., 57, 2: 138-143.
• [19] ZARĘBSKA K., CEGLARSKA-STEFAŃSKA G., 2008 — The change in effective stress associated with swelling during carbon dioxide sequestration on natural gas recovery. Inter. J. Coal Geol., 74: 167-174.

Uwagi

PL

Artykuł w: Część 1, Składowanie i magazynowanie w strukturach geologicznych