Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Laboratoryjne określenie zależności między ciśnieniem hydrostatycznym wywieranym na próbkę węgla, a wybranymi parametrami opisującymi sorpcję gazu

Dutka B.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 11

2--7

PL

Praca zawiera podsumowanie stanu wiedzy oraz doświadczeń w zakresie badania wpływu obciążenia na właściwości sorpcyjne węgla. Zagadnienie to stanowi istotny element uzupełniający opis układu węgiel-gaz, jednakże z powodu trudności metrologicznych pojawiających się w trakcie eksperymentów laboratoryjnych, jak dotąd nie jest w pełni rozpoznane. Podjęto próby znalezienia zależności pomiędzy parametrami opisującymi sorpcję gazu na węglu a obciążeniem. Do tego celu zaprojektowano i wykonano aparaturę badawczą służącą do wyznaczania parametrów sorpcyjnych węgli, w której ciśnienie hydrostatyczne obciążające próbkę utożsamiano z obciążeniem wywieranym przez nadkład skalny na pokład węglowy. Mając na uwadze odmienną naturę gazów kopalnianych (metan, ditlenek węgla), podejmowano próby wyznaczania parametrów sorpcyjnych węgli w stanie obciążenia hydrostatycznego. Sposób pomiaru sorpcji pod obciążeniem okazał się skomplikowany, a mierzone zmiany parametrów sorpcyjnych niekiedy bardzo małe. W pracy porównano wpływ obciążenia na pojemność sorpcyjną węgli różniących się stopniem uwęglenia.

EN

This paper presents a summary of the state of knowledge and experience in the field of study of the impact of external load on the sorption properties of coal. The issue is an important element of complementary description of a coal-gas system, however, due to the metrological difficulties arising in the course of laboratory experiments, so far not fully recognized. Attempts have been made to find relations between the parameters describing gas sorption on coal and external load. For this purpose, the research equipment was designed and manufactured to determine the sorption parameters of coals. The hydrostatic pressure applied to coal sample was identified with the load exerted on the coal seam by overburden rocks. Taking into account the different nature of mine gases (methane, carbon dioxide) attempts have been made to determine the sorption parameters under hydrostatic pressure. Sorption measurements under load conditions proved to be complicated, and also, changes in the measured parameters were sometimes exceptionally small. This paper compares the hydrostatic pressure effect on the sorption capacity of coals differing in the degree of coalification.

2

The influences of the rank of coal on methane sorption capacity in coals

Olajossy A.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 2

509--516

EN

Methane sorption capacity is of significance in the issues of coalbed methane (CBM) and depends on various parameters, including mainly, on rank of coal and the maceral content in coals. However, in some of the World coals basins the influences of those parameters on methane sorption capacity is various and sometimes complicated. Usually the rank of coal is expressed by its vitrinite reflectance Ro. Moreover, in coals for which there is a high correlation between vitrinite reflectance and volatile matter Vdaf the rank of coal may also be represented by Vdaf. The influence of the rank of coal on methane sorption capacity for Polish coals is not well understood, hence the examination in the presented paper was undertaken. For the purpose of analysis there were chosen fourteen samples of hard coal originating from the Upper Silesian Basin and Lower Silesian Basin. The scope of the sorption capacity is: 15-42 cm3/g and the scope of vitrinite reflectance: 0,6-2,2%. Majority of those coals were of low rank, high volatile matter (HV), some were of middle rank, middle volatile matter (MV) and among them there was a small number of high rank, low volatile matter (LV) coals. The analysis was conducted on the basis of available from the literature results of research of petrographic composition and methane sorption isotherms. Some of those samples were in the form (shape) of grains and others - as cut out plates of coal. The high pressure isotherms previously obtained in the cited studies were analyzed here for the purpose of establishing their sorption capacity on the basis of Langmuire equation. As a result of this paper, it turned out that for low rank, HV coals the Langmuire volume VL slightly decreases with the increase of rank, reaching its minimum for the middle rank (MV) coal and then increases with the rise of the rank (LV). From the graphic illustrations presented with respect to this relation follows the similarity to the Indian coals and partially to the Australian coals.

PL

Metanowa pojemność sorpcyjna węgla ma istotne znaczenie w zagadnieniach metanu pokładów węgla (CBM) i zależy od różnych parametrów, w tym głównie od rzędu węgla i zawartości mecerałów w węglu. Jednakże zależność ta w wielu zagłębiach węglowych na świecie jest różnorodna i na ogół skomplikowana. Zazwyczaj rząd węgla jest wyrażany przez jego refleksyjność witrynitową Ro. Ponadto w węglach, w których występuje wysoka korelacja między rzędem , a zawartością częsci lotnych Vdaf, wówczas rząd węgla może być reprezentowany również przez Vdaf. Wpływ rzędu na metanową pojemność sorpcyjną dla polskich węgli nie jest dobrze rozpoznany, dlatego w tej pracy podjęto próbę zbadania tego zagadnienia. Do przeprowadzenia analizy wybrano czternaście prób suchego węgla kamiennego pochodzącego z zagłębia górnośloskiego oraz dolnośląskiego. W tych węglach metanowa pojemnośc sorpcyjna mieściła się w zakresie 15-42 cm3/g, a refleksyjność witrynitowa była w zakresie 0,6-2.2%. Większość z tych węgli była niskiego rzędu, o wysokiej zawartości części lotnych (HV), kilka było średniego rzędu, o średniej zawartości częśc lotnych (MV) oraz wśród nich była mała liczba węgli wysokiego rzędu, o niskiej zawartości części lotnych (LV). Przeprowadzono analizę opartą o wyniki wcześniejszych badań spotykanych w literaturze, dotyczących wysokociśnieniowych izoterm sorpcji metanu oraz składu petrograficznego tych węgli. Niektóre z tych prób były w kształcie ziaren, a inne były płytkami wyciętymi z wegla. Wysokociśnieniowe izotermy sorpcji metanu uzyskane wcześniej w cytowanych pracach były analizowane w celu określenia pojemności sorpcyjnej na podstawie równania Langmuire. W efekcie tej pracy okazało się, że dla niskiego rzędu (HV) metanowa pojemność sorpcyjna węgla VL nieznacznie maleje ze wzrostem rzędu, osiągając minimum dla średniego rzędu (MV), a następnie wzrasta ze wzrostem rzędu (LV). Z prezentowanych ilustracji graficznych odnośnie do tej zależności widać podobieństwo do węgli z basenu indyjskiego oraz częściowo do węgli z basenu australisjkiego.

3

Wyznaczanie efektywnego współczynnika dyfuzji za pomocą nowatorskiego układu do pomiarów akumulacji i uwalniania gazów z próbek węglowych

Kudasik M., Skoczylas N., Topolnicki J., Wierzbicki M.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2011

|

Vol. 13, no. 1-4

37--44

PL

W artykule przedstawiona została aparatura pomiarowa do analizy transportu gazów w próbkach węglowych. Zbudowane w Pracowni Mikromerytyki IMG PAN urządzenie składa się z dwóch układów funkcjonalnych: sorpcjomatu, który umożliwia prowadzenie pomiarów akumulacji gazów przy stałym ciśnieniu oraz przepływomierza kapilarnego do analizy uwalniania gazów z próbki węglowej do atmosfery. Przedstawiono wyniki badań, z wykorzystaniem próbek węglowych pochodzących z czterech różnych kopalń węgla kamiennego. Próbki te różniły się swoimi właściwościami sorpcyjnymi. Przeprowadzone analizy polegały na rejestracji kinetyki sorpcji próbek o frakcji ziarnowej 0.20-0.25 mm przy ich nasycaniu metanem od próżni do 1 bar. Uzyskane wyniki pomiarów zestawiono z wynikami dla tych samych próbek, uzyskanymi z badań na urządzeniu sorpcyjno-grawimetrycznym IGA-001.

EN

The article provides a description of measuring equipment for analyzing transport of gases in coal samples. The device in question, developed at the Laboratory of Micrometrics at the Strata Mechanic Research Institute of the Polish Academy of Sciences, consists of two operational systems: a sorption measuring instrument, which makes it possible to measure gas accumulation under a steady sorption pressure, and a capillary flow meter used for analyzing the process of gas release from a coal sample into the atmosphere. The article also presents results of relevant analyses, for the purpose of which coal samples from four different hard coal mines were used. The samples varied as to their sorption properties. The analyses involved recording sorption kinetics of samples with the granularity of 0.20 – 0.25mm, where the value of methane saturation ranged from 0 to 1 bar. The results were subsequently compared with the results obtained in the course of an analysis carried out by means of the IGA-001 soprtion-gravimetric device, performed for the same samples.

4

Badania właściwości sorpcyjno-odkształceniowych węgla w stanie obciążenia okólnego

Dutka B., Topolnicki J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2011

|

Vol. 13, no. 1-4

31--35

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań sorpcji CO2 na próbce węgla obciążonej ciśnieniem okólnym 29 oraz 4 MPa. Zastosowanie autorskiej aparatury wysokociśnieniowej umożliwiło pomiary pojemności sorpcyjnej oraz zmian objętości węgla pod wpływem obciążenia okólnego. Wykazano, że próbka pęcznieje pod obciążeniem 29 MPa, a siły pochodzące od naprężeń sorpcyjnych pokonują znaczne obciążenia próbki. Nieznaczna różnica nachyleń relacji pęcznienie-sorpcja przy różnych obciążeniach próbki, świadczy o braku wpływu obciążenia na pęcznienie węgla. Pęcznienie badanej próbki jest zależne wyłącznie od sorpcji CO2. Sorpcja z kolei uzależniona jest od obciążenia wywieranego na próbkę.

EN

The article presents the results of investigating CO2 sorption on a coal sample subjected to a confining pressure of 29 MPa and 4 MPa. The application of self-devised high-pressure equipment made it possible to measure the sorption capacity and the changes in the volume of coal under the influence of confining stress. It was demonstrated that the sample swells when the value of the stress is 29 MPa, and the forces resulting from sorption-induced strains overcome considerable stresses of the sample. The negligible gradient difference for the swelling-sorption relationship, for various sample stresses, proves that the stress has no influence upon the swelling of the coal. The swelling of the sample being examined depends solely on CO2 sorption. Sorption, in turn, depends on the stress exerted on the sample.