Sorpcja węglowodorów na różnych próbkach węgli kamiennych

• Autorzy: Cygankiewicz J. , Dudzińska A. , Żyła M.

Warianty tytułu

EN

Sorption of hydrocarbons on different samples of hard coals

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jak wskazują wyniki szczegółowych analiz chromatograficznych, w powietrzu kopalnianym obecne są węglowodory: etan, eten, propan, propen. Ich zawartości mają ścisły związek z procesami samozagrzewania węgli. W pracy przedstawiono wyniki badań sorpcji etanu, etenu, propanu i propenu na wybranych 7 różnych próbkach węgli kamiennych pobranych z aktualnie eksploatowanych pokładów węglowych. Badania sorpcyjne przeprowadzono metodą objętościową w temperaturze 298 K z wykorzystaniem aparatu ASAP 2010 do badania struktury i właściwości fizykochemicznych substancji firmy Micromeritics. Próbki węglowe przed pomiarem rozdrobniono do uziarnienia 0,5-0,7 mm. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że węglowodory nienasycone: eten i propen sorbowane są przez badane węgle w znacznie większych ilościach w porównaniu z węglowodorami nasyconymi: etanem i propanem. Ta zwiększona sorpcja etenu i propenu związana jest z oddziaływaniem centrów energetycznych powierzchni węgli z elektronami podwójnego wiązania występującego między atomami węgla w cząsteczce węglowodorów. Węglowodory nasycone sorbowane są w niewielkich ilościach. W wyniku badań stwierdzono również, że ilości sorbowanych węglowodorów są zależne od rodzaju węgla. Najwięcej etanu, etenu, propanu, propenu sorbują węgle o niskim stopniu metamorfizmu, dużej zawartości pierwiastka tlenu oraz dużej porowatości.

EN

As the results of detailed studies of chromatographic analyses show such hydrocarbons as ethane, ethene, propane and propene are present in the mine air. Their concentration is strictly connected with the process of self-heating of coal. This paper presents the results of tests on sorption of ethane, ethene, propane and propene on 7 different samples of hard coals collected from several coal seams, being currently mined. The sorption tests were done by a volumetric method at 298 K temperature with the use of ASAP 2010 apparatus by Micromeritics company for studying of the structure and physicochemical properties of coal matter. Prior the tests the samples were ground coal grain size of 0.5-0.7 mm in size. The results of the study demonstrated that the unsaturated hydrocarbons, namely: ethene and propene are adsorbed on the coals tested in much larger volumes than the saturated hydrocarbon such as ethane and propane. This larger sorption of ethene and propene can be attributed to the interaction between active centers on the surface of coal particles with “p” electrons of the double bonds between carbon atoms in molecules of the hydrocarbons. The tests demonstrated also that the amount of hydrocarbons adsorbed depends on the type of coal, namely most ethane, ethene, propane, propene is absorbed on coals of low degree of metamorphism, high content of oxygen and high porosity.

Słowa kluczowe

PL

węgiel kamienny; sorpcja; węglowodory

EN

hard coal; sorption; hydrocarbons

• Wydawca: Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.
• Czasopismo: Karbo
• Rocznik: 2013
• Tom: Nr 3
• Strony: 217--225
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Cygankiewicz J.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Dudzińska A.

• Główny Instytut Górnictwa, Katowice

autor

Żyła M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• 1. Cygankiewicz J., About Determination of Susceptibility of Coals to Spontaneous Combustion Using an Adiabatic Test Method. Arch. Min. Sci., Kraków, 2000, t. 45, s. 247.
• 2. Beamish B.B., Arisoy A., Effect of mineral matter on coal self-heating rate. Fuel, 2008, nr 87, s. 125.
• 3. Kreiner K., Żyła M., Binarny charakter powierzchni węgla kamiennego. Górnictwo i Geoinżynieria, 2006, nr 2, s. 19.
• 4. Saghafi A., Faiz M., Roberts D., CO₂ storage and gas diffusivity properties of coals from Sydney Basin. Australia. International Journal of Coal Geology, 2007, t. 70, s. 240.
• 5. Marzec A., Macromolecular and Molecular Model of Coal Structure. Fuel Processing Technology, 1986, t. 14, s. 39.
• 6. Marzec A., Towards an understanding of the coal structure a review. Fuel Processing Technology, 2002 t. 77-78, nr 20, s. 25.
• 7. Czapliński A., Węgiel kamienny. Kraków, Wydawnictwa AGH, 1994
• 8. Bustin R.M., Clarkson C.R., Geological controls on coalbed methane reservoir capacity and gas content. International Journal of Coal Geology, 1998, t. 38, s. 3.
• 9. Żyła M. , Kreiner K., The effect of hard coal comminution on the sorption of vapours of polar and apolar substances. Archives of Mining Sciences, 1993, t. 38, s. 41.
• 10. Kreiner K, Żyła M., Baran P., Zmiany właściwości węgli kamiennych w procesie wygrzewania w atmosferze powietrza i azotu. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 2007, t. 23, nr 3, s. 167.
• 11. Cygankiewicz J., Żyła M, Dudzińska A., Wpływ stopnia metamorfizmu węgli kamiennych na sorpcję i desorpcję etanu. Karbo, 2012, nr 3, s. 134.
• 12. Orzechowska-Zięba A., Nodzeński A., Chłonność sorpcyjna węgla kamiennego względem węglowodorów C₆ - C₈. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 2008, nr 24, t. 3, s. 245.
• 13. Krzyżanowski A., Zarębska K, Sorpcja par cieczy apolarnych na węglu kamiennym o różnym składzie petrograficznym. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 2007, nr 23, s. 175.
• 14. Karacan C.O., Mitchell G.D., Behaviour and effect of different coal microlithotypes during gas transport or carbon dioxide sequestration into coal seans. International Journal of Coal Geology, 2003, nr 53, s. 201.
• 15. Cygankiewicz J., Badania niskotemperaturowego samozagrzewania węgli kamiennych w Głównym Instytucie Górnictwa. Biblioteka szkoły eksploatacji podziemnej, Seria z Perlikiem, Kraków, 2000, nr 2, s. 5.