CH4 通过大法典蒙特卡洛模拟对不同级别的煤炭的吸附行为
Zhaoying Chen1, Hainan Ge2, Jicheng Zhang2
1State Key Laboratory of Coal and CBM Co-Mining, Jinneng Holding Group Company, Jincheng 048012, P.R. China.
ACS omega
|November 17, 2025
概括
高级煤显示出更好的甲吸附,这是因为它们有发达的孔隙. 根据煤炭等级和温度条件,煤床甲开发需要不同的策略.
科学领域:
- 地质化学 地质化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 能源科学 能源科学
背景情况:
- 煤床甲 (CBM) 是一个重要的非常规气体资源.
- 了解煤炭上的甲吸附对于CBM勘探和生产至关重要.
- 煤炭等级显著影响煤炭的特性和气体吸附行为.
研究的目的:
- 在不同的温度条件下,对不同级别的煤炭研究甲 (CH4) 吸附特性.
- 阐明控制煤炭中甲吸附的分子层次机制.
- 为优化煤床甲开发战略提供见解.
主要方法:
- 使用了大法典蒙特卡洛 (GCMC) 模拟.
- 研究了三个煤层:煤,煤和炭化石.
- 在两个温度范围内进行了模拟:低 (293.15323.15 K) 和高 (373.151173.15 K).
主要成果:
- 高级煤具有更发达的孔隙结构和更大的表面积,增强了CH4吸附点.
- 高级煤的芳香度增加和表面能量均有利于CH4吸附.
- 在低温下,吸附是热力学控制的 (微孔填充);在高温下,它是动力学控制的 (表面覆盖更大的孔),减少了煤层的影响.
结论:
- 煤炭中的甲吸附行为取决于温度,并受到煤炭等级的影响.
- 优化CBM发展策略应考虑煤炭等级:提高高等级煤炭的温度,降低低等级煤炭的压力.
- 这些发现为CBM发生和发展优化提供了分子层面的理解.
