Wpływ zawartości grup macerałów na wybrane parametry sorpcyjne w średnio uwęglonych próbkach węgla z południowej części Górnośląskiego Zagłębia Węglowego

• Autorzy: Godyń, K. , Dutka, B.

Warianty tytułu

EN

Effect of maceral groups on selected sorption parameters of the medium rank coal samples from the southern part of Upper Silesian Basin Coal

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Analizom poddano siedem próbek węgla cechujących się niemal identycznym stopniem uwęglenia (węgle średnio uwęglone o R0 = ~1.1%). Próbki pochodziły z pokładów zlokalizowanych w rejonie Zofiówki. Przeprowadzono mikroskopowe analizy petrografi czne, z uwzględnieniem punktowej analizy ilościowej oraz badania sorpcyjne metodą grawimetryczną przy użyciu analizatora sorpcji IGA-001. Określono pojemność sorpcyjną węgla pod ciśnieniem metanu 1 bar w czterech temperaturach: 25°C, 35°C, 45°C oraz 55°C. Na podstawie wykonanych analiz przedstawiono wpływ składu macerałowego na pojemność sorpcyjną węgla. Widoczna jest wyraźna korelacja pomiędzy tymi parametrami. Wykazano, że w analizowanych próbkach wzrost zawartości witrynitu wpływa na redukcję pojemności sorpcyjnej węgla, natomiast zwiększenie zawartości inertynitu powoduje wzrost tego parametru. Zauważono również, że otrzymane zależności są silniejsze, gdy pomiar sorpcji przeprowadzony jest w wyższej temperaturze.

EN

Seven carbon samples with an identical degree of carbonization (medium rank coals with R0 = ~1.1%) were analysed. The samples came from coal seams located in Zofiówka. Petrographic analyses were performed, including a quantitative point analysis, and gravimetric sorption studies, using the IGA-001 sorption analyser. The sorption capacity at 1 bar methane pressure was determined at four temperatures: 25°C, 35°C, 45°C and 55°C. Based on the analyses, the effect of maceral composition on the methane sorption capacity of coal was investigated. It was shown there is a clear correlation between above mentioned parameters. In the analysed coal samples, the increase in the vitrinite content affects the reduction of the sorption capacity of coal, while the increase in the inertinite content causes the sorption capacity increase. It was also noted that the obtained relationships were stronger in case of sorption carried out at a higher temperature.

Słowa kluczowe

PL

węgiel kamienny; metan; pojemność sorpcyjna; macerały

EN

coal; methane; sorption capacity; maceral composition

• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 19, nr 3
• Strony: 37--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Godyń, K.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

autor

Dutka, B.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Bukowska M., Sanetra U., Wadas M., 2016: Zonation of deposits of hard coals of different porosity in the Upper Silesian Coal Basin. Gospodarka Surowcami Mineralnymi 32 (1), Pages 5-24.
• Chalmers G.R.L., Bustin R.M., 2007: On the effects of petrographic composition on coalbed methane sorption. International Journal of Coal Geology 69, Pages 288-304.
• Crosdale P.J., Beamish B.B., Valix M., 1998: Coalbed methane sorption related to coal composition. International Journal of Coal Geology 35, Pages 147-158.
• Czapliński A., 1994: Węgiel Kamienny, Wydawnictwa AGH, Kraków.
• Dutta P., Bhowmik S., Das S., 2011: Methane and carbon dioxide sorption on a set of coals from India. International Journal of Coal Geology 85, Pages 289-299.
• Faiz M., Saghafi A., Sherwood N., Wang I., 2007: The influence of petrological properties and burial history on coal seam methane reservoir characterisation. Sydney Basin, Australia. International Journal of Coal Geology 70, Pages 193-208.
• Gabzdyl W., 1994: Geologia złóż węgla: złoża świata. Warszawa: Polska Agencja Ekologiczna.
• Gagarin S. G., 2007: Infl uence of petrographic characteristics of coal on its methane sorption. Coke and Chemistry.
• Gray I., 1987: Reservoir Engineering in Coal Seams: Part 1-The physical process of gas storage and movement in coal seams. SPE Reservoir Engineering vol. 2, no 1.
• Hemza P., Sivek M., Jirásek J., 2009: Factors influencing the methane content of coal beds of the Czech part of the Upper Silesian Coal Basin, Czech Republic. International Journal of Coal Geology 79 (1-2), Pages 29-39.
• Jureczka J., Dopita M., Gałka M., Krieger W., Kwarciński J., Martinec P., 2005: Geological Atlas of Coal Deposits of the Polish and Czech Parts of the Upper Silesian Coal Basin. Geological Institute, Ministry of Environment, Warsaw.
• Klika Z., Serenčíšová J., Kožušníková A., Kolomazník I., Študentová S., Vontorová J., 2014: Multivariate statistical assessment of coal properties. Fuel Processing Technology 128, Pages 119-127.
• Kotas A., 1972: Ważniejsze cechy budowy geologicznej GZW na tle pozycji tektonicznej i budowy głębokiego podłoża utworów produktywnych. [W:] Problemy geodynamiki i tąpań, 1. Komitet Górnictwa PAN, Kraków: 5-55.
• Laxminarayana C., Crosdale P., 1999: Role of coal type and rank on methane sorption characteristics of Bowen Basin, Australia coals. International Journal of Coal Geology 40, Pages 309-325.
• Laxminarayana C., Crosdale P.J., 2002: Controls on methane sorption capacity of Indian coals. AAPG Bulletin 86 (2), Pages 201-212.
• Levy J.H., Day S.J., Killingley J.S., 1997: Methane capacities of Bowen Basin coals related to coal properties. Fuel 76 (9), Pages 813-819.
• Mastalerz M., Gluskoter H., Rupp J., 2004: Carbon dioxide and methane sorption in high volatile bituminous coals from Indiana, USA. International Journal of Coal Geology 60, Pages 43-55.
• Moore, T.A., 2012: Coalbed methane: A review. International Journal of Coal Geology 101, Pages 36-81.
• Osika R., red. 1987: Budowa geologiczna Polski, T VI. Złoża surowców mineralnych. Instytut Geologiczny Warszawa Wydawnictwa Geologiczne
• Pan J., Hou Q., Ju Y., Bai H., Zhao Y., 2012: Coalbed methane sorption related to coal deformation structures at different temperatures and pressures. Fuel 102, Pages 760-765.
• PN-ISO 7404-2:2005: Metody analizy petrograficznej węgla kamiennego (bitumicznego) i antracytu, Część 2: Metoda przygotowania próbek węgla. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa.
• PN-ISO 7404-3:2001: Metody analizy petrograficznej węgla kamiennego (bitumicznego) i antracytu, Część 3: Metoda oznaczania składu grup macerałów. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa.
• PN-ISO 7404-5:2002: Metody analizy petrograficznej węgla kamiennego (bitumicznego) i antracytu, Część 5: Metoda mikroskopowa oznaczania refleksyjności witrynitu. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa.
• Probierz K., Marcisz, M., Sobolewski A., 2012: Rozpoznanie warunków geologicznych występowania węgla koksowego w rejonie Jastrzębia dla potrzeb projektu „Inteligentna koksownia”. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego nr 452, s. 245-256.
• Ryś J., 1995: Stereologia materiałów, Fotobit Design, Kraków.
• Sircar S., 1992: Estimation of isosteric heats of adsorption of single gas and multicomponent gas mixtures. Industrial & Engineering Chemistry Research 31, Pages 1813-1819.
• UN-ECE, 1998: International Classification of In-Seam Coals. ECE UN Geneva. UN (New York).
• Walker R., Glikson M., Mastalerz M., 2001: Relations between coal petrology and gas content in the Upper Newlands Seam, central Queensland, Australia. International Journal of Coal Geology 46, Pages 83-92.
• Wang Z., Tang X., Yue G., Kang B., Xie C., Li X., 2015: Physical simulation of temperature influence on methane sorption and kinetics in coal: Benefits of temperature under 273.15 K. Fuel 158, Pages 207-216.
• Weishauptová Z., Pribyl O., Sykorová I., Machovic V., 2015: Effect of bituminous coal properties on carbon dioxide and methane high pressure sorption. Fuel 139, Pages 115-124.
• Weniger, P., Franců, J., Hemza, P., Krooss, B.M., 2012: Investigations on the methane and carbon dioxide sorption capacity of coals from the SW Upper Silesian Coal Basin, Czech Republic. International Journal of Coal Geology 93, Pages 23-39.
• Wierzbicki M., 2013: The effect of temperature on the sorption properties of coal from Upper Silesian coal basin, Poland. Archives of Mining Sciences 58 (4), Pages 1163-1176.
• Wierzbicki M., Dutka B., 2010: The infl uence of temperature changes of the structurally deformed coal – methane system on the total methane content. Archives of Mining Sciences 55 (3), Pages 547-560.
• Zhang L., Ren T.-X., Aziz N., 2013: A stydy of laboratory testing and calculation methods for coal sorption isotherms. Journal of Coal Science & Engineering (China) vol. 19 No. 2, Pages 193-202.
• Żyła M. (red.), 2000: Układ węgiel kamienny – metan w aspekcie desorpcji i odzyskiwania metanu z gazów kopalnianych. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).