Influence of Temperature on Sorption of Carbon Dioxide in Coals

• Autorzy: Marecka A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ temperatury na sorpcję dwutlenku węgla w węglach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper summarize the experimental results of carbon dioxide sorption process on selected coal samples from Polish mines having different texture and maceral composition, in the context of CO2 sequestration. In order to examine the temperature dependence of sorption process and heat effects accompanying interactions of the mine gases with coal matrix, the sorption experiments were made at several temperatures using volumetric method. Furthermore, the analysis of equilibrium isotherms allowed to estimate thermodynamic parameters, i.e., isosteric heat of sorption as a unction of coverage, for all coal-gas systems. From a technological point of view, the conditions in which heat exchange takes place during sorption phenomenon (under various coal reservoir conditions) become significant. This last factor also determines the intensity of gas emission (the diffusion rate) and, in consequence, the unexpected unseal of coalbed followed by the changes in the bed permeability.

PL

Praca prezentuje wyniki badań sorpcji CO2 na wybranych próbkach węgla kamiennego (o zróżnicowanej teksturze i różnym składzie macerałów) z polskich kopalń, w aspekcie problematyki związanej z sekwestracją ditlenku węgla. Celem pracy było określenie wpływu temperatury na sorpcję tego gazu oraz efektów cieplnych towarzyszących wzajemnemu oddziaływaniu gazów kopalnianych z powierzchnią matrycy węglowej. Przeprowadzona została analiza izoterm sorpcji uzyskanych metodą objętościową w kilku temperaturach, dla każdego układu węgiel kamienny-gaz, co stanowiło podstawę do wyznaczenia izosterycznego ciepła sorpcji (wielkości termodynamicznej) w funkcji zapełnienia powierzchni. Z technicznego punktu widzenia, istotne znaczenie mogą mieć warunki, w których wystąpi przepływ ciepła spowodowany zjawiskami sorpcyjnymi (w różnych uwarunkowaniach zbiornika w wyrobisku węglowym). Można przewidywać, że warunki te będą określać intensywność emisji gazu (szybkość jego dyfuzji), co w konsekwencji może prowadzić do rozszczelnienia złoża węglowego oraz zmiany jego przepuszczalności względem gazu.

Słowa kluczowe

EN

coal; isosteric heat of sorption; CO2 sequestration

PL

węgiel kamienny; izosteryczne ciepło sorpcji; sekwestracja CO2

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 15, nr 1
• Strony: 143--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Marecka A.

• AGH - University of Science and Technology, Faculty of Energy and Fuels, Department of Physicochemistry of Surface Phenomena, Mickiewicza Av. 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• 1. Beamish, B.B. et al. The influence of maceral content on the sorption of gases by coal and the association with outburstEng. Int. Symp. Cum Workshop on Management and Control of High Gas Emission and Outburs, 20-24 March, 1995, Wollongong, Australia
• 2. Bustin, R.M. Clarkson, C.R. Geological controls on coalbed methane reservoir capacity and gas content. Int. J. of Coal Geology. 38, 1998, p. 3-26.
• 3. Clayton, J.L. Geochemistry of coalbed gas. Int.J. of Coal Geology. 35, 1998, p. 159-173.
• 4. Crosdale, P. et al. Coalbed methane sorption related to coal composition. Int. J. of Coal Geology. 35, 1998, p.147-158
• 5. Karacan, C.O. Heterogeneous sorption and swelling in confined and stressed coal during CO2 injection. Energy and Fuels. 77, 2009, p. 1595-1608
• 6. Krooss, B.M. et al. High pressure methane and carbon dioxide adsorption on dry and moisture-equilibrated Pennsylvanian coals. Int. J. of Coal Geology. 51, 2002, p.69-92
• 7. Marecka, A. Sorption and diffusion investigations of gases on coals in the aspect of carbon dioxide sequestration and methane recovery. Mineral Resources Management, 2007, 129-137.
• 8. Mastalerz, M. et al. Carbon dioxide and methane sorption in high volatile bituminous coals from Indiana, USA. Int. J. of Coal Geology. 60, 2004, p.43-55
• 9. Nodzeński, A. A method for the Measurement of Carbon Dioxide Desorption from Coal in the Elevated Pressure Range. Adsorption Science and Technology. 13, 1996, p. 71-84
• 10. Van Krevelen, D.W. Coal, Topology-Chemistry-Physics-Constitution. 3 rd, Elsevier. Amsterdam, 1959, p. 226
• 11. White, C.M. et al. Sequestration of carbon dioxide in coal with enhanced coalbed methane recovery-a review. Energy and Fuels. 19, 2005, p. 659-724
• 12. Young, D.M. Crowell, A.D. Fizyczna adsorpcja gazów, PWN, Warszawa 1968, Ch. 3 (in Polish)