大佛寺井田4号煤CH4与CO2吸附解吸实验比较

以迅速降低大佛寺4号煤含气量，提高地面煤层气井采收率为目标，进行CO2驱替CH4技术的实验研究。对采自大佛寺矿井40114工作面的样品，进行多个温度点柱体原煤与60~80目平衡水样的CH4与CO2吸附解吸对比实验。结果表明：CO2在煤孔隙表面与CH4一致，吸附过程符合Langmuir方程，解吸过程可用解吸式描述；由热力学计算可知，柱体原煤升压过程CO2吸附热为56.827kJ/mol，CH4吸附热为12.662kJ/mol，降压过程CO2吸附热为115.030kJ/mol，CH4吸附热为23.602kJ/mol，无论升压过程还是降压过程CO2吸附热远大于CH4吸附热，两种气体在煤孔隙表面竞争吸附时CO2占据优势，导致置换解吸；吸附势、吸附空间计算验证了这个结论；利用CO2驱替CH4技术，提高煤层气采收率，理论依据充分可行。