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煤对多元气体的吸附与解吸唐书恒1,韩德馨2(11中国地质大学,北京 100083;21中国矿业大学(北京校区),北京100083)摘 要:论述了用纯甲烷气体的等温吸附资料进行煤层气开发潜力的评价可能会产生错误的结论,利用多元气体的吸附-解吸资料,可以正确评价煤层气的开发潜力,预测产出气体的成分变化,为煤层气开发的经济评价提供依据。
关键词:多元气体;吸附-解吸;煤层气开发;经济评价中图分类号:71213 文献标识码:B 文章编号:0253-2336(2002)01-0058-03 Adsorption and desorption of multi element gas by coalT ANG Shu2heng1,H AN De2xin2(11China University o f G eosciences,Beijing 100083,China;21China University o f Mining and Technology,Beijing 100083,China)1问题的提出 中国煤田地质总局在进行全国煤层气资源评价时[1],根据煤层气参数井取得的实测含气量、储层压力、纯甲烷气体等温吸附曲线等资料,计算了部分煤层的含气饱和度和临界解吸压力。
并且发现,有些矿区的煤储层实测饱和度与临界解吸压力很低,临储比很小,导致气井采收率较低。
根据这些参数进行评价这些矿区都没有经济开发意义,但煤层气试验井的排采资料表明,气井的实际临界解吸压力要高于根据等温吸附曲线所计算的值。
如铁法DT-3井,液面降到85m处时就开始产气,上煤组深度为532m,实际临界解吸压力4147MPa,要比计算的临界解吸压力高得多。
寿阳HG-6井和屯留T L-003井也有类似情况。
作者认为,造成上述情况的主要原因是,所采用的等温吸附曲线,都是用纯甲烷气体测定的,而没有考虑煤层气中存在的其他气体成分。
本研究对晋城目标区施工的甲、乙2口煤层气勘探试验井的含气量测定资料和煤层气成分数据进行了分析。
CH4、CO2、N2及其多元气体在煤层中吸附-运移机理研究的开题报告一、研究背景煤层气作为一种新兴的清洁能源，在全球受到了越来越广泛的关注。
煤层中的主要气体成分为甲烷(CH4)，同时还包含二氧化碳(CO2)和氮气(N2)等多种气体。
气体在煤层的吸附和运移过程是煤层气的产生和运输的重要机理之一，对于煤层气的勘探、开发和利用具有重要的理论和实践意义。
二、研究目的本研究旨在探究CH4、CO2、N2及其多元气体在煤层中的吸附-运移机理，包括以下方面：1. 煤层气孔隙结构和气体吸附性质的研究；2. 单独气体在煤层中的吸附-解吸等温线测定及分析；3. 气体吸附-解吸的动力学过程研究；4. 气体在煤层中的运移机理及模拟研究；5. 多元混合气体在煤层中的吸附-运移研究。
三、研究内容和方法1. 煤层气孔隙结构和气体吸附性质的研究采用低温氮吸附法和Hg渗透实验，对煤层的微观孔隙结构和性质进行表征，包括比表面积、孔径分布、孔隙度等。
2. 单独气体在煤层中的吸附-解吸等温线测定及分析采用静态（比重法、气体压差法）和动态（恒流法）等吸附实验方法，测定单独气体在煤层中的吸附等温线，并对结果进行分析和讨论。
3. 气体吸附-解吸的动力学过程研究采用吸附动力学和解吸动力学的实验方法，研究气体在煤层中的吸附和解吸动力学过程，包括吸附速率、解吸速率、吸附量和解吸量等参数。
4. 气体在煤层中的运移机理及模拟研究基于孔隙介质流体力学、扩散机理和吸附解吸动力学建立气体在煤层中的运移模型，并进行数值模拟研究，探究气体在孔隙和较大孔洞中运移的规律和特性。
5. 多元混合气体在煤层中的吸附-运移研究采用同步热重和吸附等温线实验，研究多元气体在煤层中的吸附性质和吸附-解吸特性，探究不同气体成分对煤层气吸附-运移的影响。
四、研究意义本研究对于煤层气的勘探、开发和利用具有重要的理论和实践意义。
首先，深入研究煤层气中主要气体的吸附-运移机理，可为煤层气的能源产出提供理论依据和技术支撑。
煤吸附甲烷能力影响因素分析传统的煤成气理论认为，煤对甲烷的吸附能力主要受煤层温度和压力等因素的影响。
近年来国内外的一些相关研究对该传统理论提出了不同的看法。
文章在总结前人研究成果的基础上，从煤的粒径、煤层温度和压力、煤中水类型及水含量和煤的显微组分方面阐述了影响煤吸附甲烷的因素。
一般认为，煤的主体是交联的有机大分子网状结构，网状结构会促使煤岩表面发育大量的超微裂隙和气孔构造，为甲烷提供更多的储集场所。
高压和高温会使煤岩表面产生许多裂纹与空隙，甲烷更容易赋存在裂纹与空隙中。
高温高压也会加快煤的变质速率，煤变质程度越高，甲烷含量越大。
高压也会使甲烷在水中的溶解度变大，流水作用可以带走大量的甲烷。
另外，吸附在煤岩的裂隙与孔隙的水还会减弱煤对甲烷的吸附能力。
标签：煤；甲烷；温度；压力；显微组分；吸附能力引言传统的煤成气理论认为，煤对甲烷吸附能力主要受煤层温度和压力等因素影响。
随着近年来国内外的一些相关研究，这一传统理论不断得到完善。
如李树刚等[1]、陈学习等[2]和张天军等[3]将煤样放在温度不变，不同含水量的条件下进行试验发现，随着含水量增加，煤对甲烷的吸附量不断减少；蔺亚兵等[4]认为，在恒温下，煤级不同会导致煤吸附甲烷的含量不同，这主要是由于温度变化引起煤岩粒径发生变化；张时音等[5]则认为，煤级不同会导致煤岩孔隙结构发生变化，从而影响吸附扩散系数，当煤岩表面过渡孔和微孔的数量增多时，吸附扩散速率就会变小。
许满贵等[6]发现，压力也会影响煤体吸附能力，压力大会使煤岩粒径大小发生剧烈的变化，煤的吸附量也会随之发生变化。
可以看出，煤对甲烷吸附能力是受多种因素的影响。
为此，笔者依照近十年来的文献资料，对该领域的研究进展与成果进行总结，并根据其发展的趋势提出自己的看法。
1 煤的粒径对煤体吸附能力的影响煤孔隙表面对甲烷具有很强的吸附能力，其中物理吸附占主导，甲烷的吸附量与煤的孔隙体积以及孔隙表面积的大小有关[7]。
原地条件下甲烷和二氧化碳在煤内的吸附与传输速率摘要：在地质上隔离二氧化碳是一种缓和工业二氧化碳排放的选择。
然而，人们仍进行着大量的努力试图将这项技术从它现在作为潜在解决方法的地位转化为对于全球能量系统的安全、有效和值得信任的基础。
在原地条件下，气体的运动和煤的吸附能力特性是必不可少的。
本实验运用测定容积的方法，在粉碎和整块的封闭煤样中进行CH4和CO2在煤岩中吸附与扩散的测定。
获得的结果着重强调吸附能力和煤内气体的动力都受样品的应力状态影响。
施加6.9Mpa的封闭压力使CO2和CH4的吸附能力分别衰减了大概30%和80%。
在封闭煤内CO2的吸附和扩散遵循两种不同的速率，分别用扩散系数2.3×10-6m2/s和9.4×10-12m2/s表示。
相反，甲烷的流动是以扩散系数3.8×10-7m2/s的连续过程。
这些观察结果证实CO与煤结构和压力之间复杂的相互作用，CH42与CO2在煤里的吸附和传输必须采用不同的描述，特别是在处理整块封闭煤样时。
因此，用取至粉碎煤煤样上的信息来进行长期的地下隔离和提高煤层气采收率的模拟和预测是经不起证明的。
1、绪论：控制来自工业排放物中的温室气体排放受到全世界范围的关注。
必须强势的减少现有的排放率以避免对地球生态系统的损害。
各种各样的地质环境正被研究作为潜在的二氧化碳储集地。
其中包括已开发或正在开发的油气储集层，深层盐水层，和深层不可开采煤层。
而向不可开采煤层中注入二氧化碳，具有即处置了碳元素又同时提高甲烷采收率的优势。
提高CH4采收率能够部分或者完全补偿注入CO2的成本。
然而，仍然需要做大量的工作，将这项技术从它作为气候变化潜在解决方式的现有位置上，转变为全球能源系统的一个安全、有效和值得信任的基石。
在复制原地条件下，气体在煤结构中的吸附能力和传导率的评价，对恰当的煤储层描述来说是必须的。
虽然粉碎煤岩为煤结构的描述提供了有用的资料，但地下储存是发生在压缩的整块煤中的。
甲烷在煤颗粒表面吸附势的影响因素研究
谢启红;邵先杰;张珉;时培兵;李士才;接敬涛;乔雨朋
【期刊名称】《河北化工》
【年(卷),期】2015(038)010
【摘要】基于大量文献调研,从吸附势的推导公式出发,总结和分析了甲烷在煤颗粒表面吸附势的影响因素及其作用过程.研究发现吸附势主要受平衡压力、煤孔隙结构类型、吸附气体体积、煤阶等因素控制.平衡压力越小,吸附势越大;孔径越小和孔隙曲率越大,吸附势越大;吸附势随吸附气体体积减小而增大.吸附势随着煤阶的升高呈先增大后减小变化趋势.
【总页数】4页(P36-38,44)
【作者】谢启红;邵先杰;张珉;时培兵;李士才;接敬涛;乔雨朋
【作者单位】燕山大学石油工程系,河北秦皇岛066004;燕山大学石油工程系,河北秦皇岛066004;燕山大学石油工程系,河北秦皇岛066004;燕山大学石油工程系,河北秦皇岛066004;燕山大学石油工程系,河北秦皇岛066004;燕山大学石油工程系,河北秦皇岛066004;燕山大学石油工程系,河北秦皇岛066004
【正文语种】中文
【中图分类】P618.11
【相关文献】
1.单颗粒生物质型煤燃烧影响因素研究 [J], 浮爱青;浮绍礼;谌伦建;黄光许
2.微波辐照作用对颗粒煤吸附甲烷解吸特性影响 [J], 刘健;张晓明
3.基于不同类型煤吸附甲烷的吸附势重要参数探讨 [J], 郇璇;张小兵;韦欢文
4.煤吸附甲烷能力的影响因素研究进展 [J], 周鸿璞;李振涛;白小虎
5.基于吸附势理论的煤-甲烷吸附等温线预测 [J], 陈绍杰;陈学习;柏松;徐阿猛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
多元混合气体在煤表面的竞争吸附分析摘要：煤的吸附与煤的氧化风化、燃烧与自燃、矿井瓦斯含量等有直接关系，而在工业实践中气体分离和净化所处理的对象又都是混合物，多组分气体吸附平衡理论成为吸附领域内的一个重点研究课题。
针对我国煤矿自燃发严重以及与煤吸附多元混合气体相关实验缺乏的问题，本文从吸附数学模型、吸附影响因素对多元气体在煤表面的竞争吸附进行总结分析，找出当前我国煤吸附理论研究和技术应用中存在的问题和不足，对煤吸附研究的发展趋势和需要解决的问题作进一步的探讨。
关键词：煤；混合气体；吸附机理；吸附模型1煤对气体的吸附机理研究现状近年来对于混合气体吸附理论的研究兴趣在增长，其动机在于利用平衡理论和数学模型，基于单组分气体的等温吸附线获得的信息来预测给定温度和压力下混合气中每一组分的吸附量。
目前国内对这方面的研究较少，而且主要集中在液相吸附平衡。
国外研究人员对于临界温度以下的多组分气体吸附平衡理论已做了大量的工作，在假设吸附相为饱和液体的基础上，从不同的角度出发，提出了许多预测多组分吸附平衡的模型和方法。
Moffat [3]、Ruthven[4]和Yang[5] 在各自的专著中均对多组分吸附平衡理论作了简要的介绍。
Stevenson[6] 等使用干煤样进行了CH4-N2-CO2 的二元和三元混合气体的吸附测试。
Greaves[7] 等在研究了混合气的吸附解吸后，发现吸附和解吸过程中压力与吸附量的关系存在显著差异，并将这种行为描述为滞后效应。
唐书恒等[8] 研究认为煤中多元气体吸附时，各组分间相互影响为竞争吸附关系而且吸附一解吸应是一种动态平衡。
王继仁和邓存宝[9][10][11] 等人应用量子化学密度泛函理论对矿井采空区各种混合气体进行研究，，研究得出煤表面与各种气体发生吸附的亲和顺序为：O2>H2O>CO2>N2>CO>CH4 。
现在普遍认为多元气体吸附时，每种气体不是独立吸附的，之间存在着吸附位的竞争。
恒电场作用下煤吸附甲烷特征的研究近年来，随着环境污染的加剧，人们越来越关注煤吸附剂的研究。
煤中含有许多有害的气体，包括甲烷，可造成空气污染和地下水污染。
因此，对煤吸附剂作用下煤中甲烷的吸附特性的研究将对减少环境污染、改善空气质量具有重要意义。
煤吸附剂是指以煤为原料制成的多孔性结构物，它具有强大的吸附能力，可有效地吸附水分子和具有活性的有机分子，如烷烃、烯烃、炔烃等。
近期的研究表明，在恒电场作用下，煤吸附剂具有很强的吸附能力，能很好地控制煤中甲烷的释放。
恒电场是指一定时间内电场的大小和方向均不变的电场。
当恒定的电场作用在煤吸附剂上时，由于电场的作用，煤吸附剂表面的表面张力发生变化，这将影响煤中甲烷的吸附特性。
实验结果表明，当电场强度达到一定水平时，煤吸附剂的吸附能力有所增强，并且在较高强度的电场作用下，煤吸附剂的吸附效率最大。
此外，研究发现，随着电场强度的增加，煤吸附剂上甲烷的吸附与温度及pH也有关系。
在较低温度下，随着电场强度的增加，甲烷的吸附能力也随之增强，而pH值升高时，甲烷的吸附能力则有所减弱。
虽然在恒电场作用下，煤吸附剂的吸附效率较高，但它的研究仍处于初级阶段，仍有许多深层次的知识需要挖掘，如多维电场等。
此外，还可以考虑不同气体，如二氧化碳、氨气等在恒电场作用下的吸附特性。
本研究深入探讨了恒电场作用下煤吸附剂对甲烷的吸附特性，研究表明，电场强度达到一定水平时，煤吸附剂的吸附能力有所增强，而pH值升高时，甲烷的吸附能力则有所减弱。
但是，本研究仍阶段性，仍需进一步深入研究，以更准确地揭示恒电场作用下煤吸附剂对甲烷的吸附特性，为环境净化和改善空气质量提供有力指导。
总之，恒电场作用下煤吸附剂对甲烷的吸附特性研究仍处于初级阶段，还需要进一步的深入研究，才能正确地揭示恒电场作用下煤吸附剂的甲烷吸附特性及其性质，以期望能更好地减少煤炭污染，改善空气质量。
气体在煤基质中的吸附和传递行为研究气体在煤基质中的吸附和传递行为研究近年来，随着能源领域的发展和技术的进步，煤炭作为一种重要的能源资源，备受关注。
而煤中的气体吸附和传递行为，一直是研究的热点之一。
本文将深入探讨气体在煤基质中的吸附和传递行为的研究现状，并就其相关内容展开讨论。
一、气体在煤基质中的吸附行为1.1 煤基质的结构特点我们需要了解煤基质的结构特点。
煤是一种多孔、非晶态的多组分材料，其内部存在大量的孔隙和裂缝。
这种多孔结构使得煤具有较强的吸附能力，能够吸附大量的气体。
1.2 气体在煤基质中的吸附过程气体在煤基质中的吸附过程是一个复杂的物理化学过程。
当气体接触到煤基质表面时，会发生吸附作用，吸附剂分子会进入煤基质的孔隙和表面，从而形成气体在煤基质中的吸附层。
这一过程受到煤基质孔隙结构、温度、压力等因素的影响。
1.3 吸附行为研究现状目前，关于气体在煤基质中的吸附行为的研究正逐步深入。
通过实验和数值模拟方法，人们对不同气体在不同煤基质中的吸附规律进行了探讨，为煤炭开发利用和气体的抽采提供了理论依据。
二、气体在煤基质中的传递行为2.1 气体在煤基质中的扩散过程除了吸附过程，气体在煤基质中还存在着传递过程，即气体分子在煤基质内部的扩散过程。
这一过程会受到煤基质孔隙结构、温度、压力等因素的影响，对气体的储藏和释放具有重要意义。
2.2 传递行为研究现状针对气体在煤基质中的传递行为，学者们进行了大量的研究工作。
他们通过实验和模拟方法，探讨了煤基质中气体扩散的规律和机制，为地下瓦斯的抽采和煤层气的开发利用提供了重要的理论支持。
三、个人观点和理解作为煤炭领域的研究者，我对气体在煤基质中的吸附和传递行为深表关注。
我认为，深入研究煤基质中气体的吸附和传递规律，不仅有助于提高煤炭的开采效率和煤层气的利用率，更有助于解决地下瓦斯等安全隐患，推动能源资源的可持续利用。
总结回顾通过本文的阐述，我们对气体在煤基质中的吸附和传递行为有了更深入的了解。
[基金项目] 本研究得到国家重大专项“大型气田及煤层气开发”专项支持,课题编号2009ZX05038001。
[作者简介] 刘曰武,男,研究员,主要从事渗流力学及油气藏工程方面的研究。
煤层气的解吸 吸附机理研究综述刘曰武1 苏中良1 方虹斌2 张钧峰1(1.中国科学院力学研究所 北京100190; 2.同济大学航空航天与力学学院 上海002650) 摘要 通过对国内外制约煤层气开发的因素和能源需求的分析,指出了研究煤层气的解吸吸附机理的意义。
通过分析国内外解吸吸附机理的研究历史和现状,将煤层气的解吸吸附机理归纳综合为单分子层吸附和多分子层吸附两大类;将煤层气的解吸吸附机理模型归纳为五类,即Lang -muir 等温吸附及其扩展模型、BE T 多分子层吸附模型、吸附势理论模型、吸附溶液模型和实验数据拟合分析模型等。
对影响煤层气解吸吸附的因素,如煤层的性质、孔隙性结构、煤层气的组分、压力条件和温度条件等进行了详细的分析说明指出,解吸吸附机理未来研究的重点方向是在考虑目前已认识的复杂因素条件下,以研究煤层气吸附状态和煤层气的解吸动态过程为主,尤其是甲烷与水和煤层中碳分子的结合与分离的方式。
关键词 煤层气 解吸 吸附 机理 模型0 引 言我国是一个煤炭资源大国,煤层气资源也极为丰富[1-2]。
但从目前我国绝大多数煤层气井产量低、产量递减快的状况看,制约我国煤层气开发的主要原因有如下几个方面:(1)我国煤层气资源条件比较复杂。
我国的煤层气资源赋存条件差,虽然煤层含气量较高,但储层特征表现为低压、低渗、低饱和度,解吸速度慢,从而导致煤层气的解吸及运移困难。
(2)适合我国复杂地质特征的钻井、完井、压裂和排采等核心技术还不够完善。
如何扩大解吸体积、提高解吸速度,是未来一段时间要克服的关键问题之一。
(3)目前国内还没有成熟的煤层气开采理论。
美国开采煤层气的成功经验多适合透气性好、含气量高的饱和煤层气藏,而不适合我国煤层气赋存的特点。
甲烷、CO2、氮气及乙烷等对煤的吸附作用的关系Richard Sakurovs , Stuart Day, Steve Weir（澳大利亚纽卡斯尔2300号330号邮箱CSIRO能源技术）摘要：将CO2封存在煤层中能够减少其大气中的排放量。
如果封存CO2能提高煤层气产量，那么部分封存成本就可通过生产的煤层气得到补偿。
这需要了解CO2和甲烷在高压条件下的吸附作用。
为了阐明CO2、甲烷、乙烷及氮气之间的关系，对其在55°C、20MPa下的吸附作用对多组煤样进行了研究。
运用修正后的Dubinin–Radushkevich模型对等温吸附曲线进行了拟合。
煤体对不同气体的最大吸附量高度相关。
气体对煤体的最大吸附量与其临界温度成正比关系。
乙烷和氮气的最大吸附量尤为接近：从体积来看，所以煤样对乙烷的最大吸附量是氮气的两倍。
随着碳含量增加，CO2和乙烷的最大吸附率呈线性减少的关系。
尽管碳含量增加较少，甲烷/乙烷的吸附率也呈现减小的趋势，这表明低阶煤的较大吸附率并不是CO2特有的。
吸收的热量随着镜质体反色率的增加而增加；这可能反映了高阶煤更高的极化度（这也决定了它们的反射率）。
关键词：煤；CO2吸附；甲烷吸附；煤层气产量增加1.引言因为煤层能够存储其重量为6-12%的CO2，所以可选择不可开采煤层封存CO2 [1]。
通常，煤层中含有甲烷。
如果将CO2封存在这样的煤层中，同时能提高煤层气产量，部分封存成本能通过生产的煤层气得到补偿[2]。
众所周知，尽管已知的摩尔吸附比例从2:1到10:1，但相比乙烷，煤能吸附更多的CO2。
这种变化在一定程度上是因为这些比例值并不是在饱和压力状态下测定的，CO2的吸附能力比甲烷更强，这一比例特别是在低压状态下会提高。
然而，更为根本的是这两种气体的最大吸附量，并没有进行大量的研究。
从基本的单层模型来看，因为煤的表面积和孔隙容积是不变的，所以气体的最大吸附体积大致相同。
简单的储层也能到出相应的结论。
最大吸附体积保持不变被称之为Gurvich准则。
尽管有些孔隙只有体积较小的分子能够进入，而体积较大的分子无法进入，当煤接触到极易被吸附的气体，煤体会膨胀，这样会导致表面积和微孔体积改变，甲烷和CO2最大吸附量之间的差异太大，没有哪种假设能够对其进行解释。
其他研究者表示，CO2和煤之间存在着特定的关系，但是甲烷和煤却不存在这种关系[2]。
Sakurovs等[8]发现，如果气体都能进入煤体结构，那么煤对气体的最大吸附量与气体的临界温度近似成正比关系。
这就可以解释为何CO2的最大吸附量约为甲烷的2倍：CO2的临界温度大约是甲烷临界温度的2倍。
为了验证先前发现的不同气体的吸附量之间的关系是否具有一般性，我们对6组煤到23组烟煤进行进一步研究。
对23组烟煤和亚煤使用重量测试系统测量了甲烷、CO 2和氮的过剩吸附量[9]。
使用了11组煤测量了乙烷的过剩吸附量，使用了8组煤测量了氩的过剩吸附量。
选择乙烷进行测量，是因为它与CO 2具有相似的临界温度，且是非极性的。
显然，CO 2和煤间的特定关系不应与乙烷和煤相同。
煤（见表1数据分析）被粉碎成粒径不到1mm 的细小颗粒，0.5mm-1mm 的裂缝用作表征。
准备的样品在真空、60°C 的状态下干燥一夜。
采用样品200g 在20MPa （准确到0.01 MPa ）、55(±1)°C 进行吸附量测量。
将样品在各压力下放置充足的时间使其质量不变（通常6-24小时）。
使用恒温装置中的参比室测量不同压力下的气体密度。
每次吸附结束之后，在添加剩余的气体时将样品所承受的压力降到1mbar 以下。
在实验中，最先测量CO 2的吸附量，随后是甲烷和氮气。
最后测量乙烷的吸附量。
采用Quantachrome Ultrapycnometer 1000氦比重瓶测定煤中氦气的密度ρC,He 。
不考虑煤体膨胀引起的修正体积；假设气体无法进入的煤体体积在膨胀时保持不变[10,11]。
过剩吸附(W ads ) (kg/t)适用于Dubinin –Radushkevich 修正方程[12]式中0W 为煤的最大吸附能力，G ρ为测试压力和温度下气体的密度，L ρ为压缩气体密度（范德瓦尔斯气体密度[8]），R 为气体常数，T 为气体温度，E 为吸附热量，k 为相比氦气，目标气体对煤的体积可进入性[11]，L G ρρ/1-为表面象代替的气体体积修正式。
最大吸附量0W 乘以L H e C ρρ/,可转化成体积百分比。
表1列出来检测的煤对各种气体的0W 值以及适合等温线的CO 2的数据结果的残差的均方根（通常为0W 的1%）。
表1也列出了对单独煤样2的重复测量值，这些数据是首次测量后2年完成的。
表2列出了相关物理性质，包括该研究中所使用的气体的范德瓦尔斯密度。
3.结果与讨论将不同气体的吸附量（体积比）的比率与Gurvich 准则（总是预期1:1）相比。
也找出了吸附量和煤的其他参数之间的关系。
发现了各等级的碳含量最为密切的关系(碳含量或平均最大镜质组反射率,νR ,max)。
尝试多组分拟合，包括显微组分及各等级的碳含量，但是他们不会对吸附量的关系带来相当显著的改善。
表1列出了煤对不同气体的最大吸附量，这些是运用式（1）的估算值。
图1表明，CO 2的最大吸附量随着碳含量的增加而减小，尽管分散度相当大，但与之前的结果一致。
表1表明，煤吸附的各气体的最大体积从大到小依次为CO 2 ~C 2H 6（乙烷）＞CH 4（甲烷）＞Ar（氩）＞N2（氮），煤对氮大约为CO2的30%。
各种气体的最大吸附体积也随着其临界温度的减小而减小。
图2表明，煤对CO2的吸附量几乎与煤对甲烷的吸附量成正比，尽管分散度相当大。
CO2对甲烷的吸附量的平均比率为1.8。
显然，在任何情况下，这一比率都不会接近Gurvich 准则所预测的1:1。
图3表明，氮的最大吸附量与甲烷的成正比；在所有被检测的煤中，氮的最大吸附量刚刚超过甲烷的一半。
这表明甲烷和氮气存在共同的吸附机理。
这显然与Gurvich准则所预测W为1:1不一致。
氮的分子体积比甲烷更小，甲烷的吸附量通常更大的，这无法采用孔的隙可进入性来解释。
因为两种气体都是非极性的，位置选择性无法解释这一比率。
然而，它们临界温度的比率为0.66，这与两种气体的最大吸附量之比（即0.52）接近但又不完全一致。
图4表明，乙烷的吸附量随甲烷吸附量的增加而增加，但对CO2，这种关系并不是线性的，分散度相当大。
显然，煤对乙烷的吸附量大大超过了甲烷的吸附量。
因为甲烷和乙烷具有同样的当量直径（表2），孔隙可进入性无法解释这种区别。
先前采用氙气作为被吸附气体，研究发现，氙的当量直径比CO2大得多，但其吸附效率吸附与CO2相同。
只有吸附分子体积较大的气体（CF4和SF6）时，孔隙的尺寸效应才明显[8]。
图5表明，乙烷与CO2的最大吸附量之间的关系。
将图5与图4比较，煤对乙烷的最大吸附量与CO2的一致，都超过了甲烷。
图5表明，平均而言，煤对乙烷的吸附量约为CO2体积的90%。
这意味着乙烷几乎能像CO2渗透到煤中。
图6得出结论。
如果Gurvich成立，所有气体的吸附比都应该是1:1。
显然事实并非如此。
这些差异明显不是不同气体的可进入性所引起的。
因为吸附甲烷和氮之后的煤体膨胀相对较小，但似乎煤体体积膨胀的差异无法解释其吸附量之比的差异。
CO2/CH4和乙烷/ CH4接近，这表明它们与煤相互作用存在着相似的机理。
图6还表明，CO2和甲烷之间的最大吸附量的比率随着碳含量的增加而减小，在研究范围内从2.5减小到1.5。
相比甲烷，低阶煤比高阶煤能吸附更多的CO2。
低阶煤的CO2/CH4的吸附量比率较大[4,14,15]。
试图解释这一趋势的包括CO2四极矩及低阶煤与氧气的特定的交互作用。
然而，乙烷与甲烷的吸附量之比具有明显的相似趋势，但氮与甲烷或氩与甲烷的吸附量之比并没有这样的趋势，所以这些机理是不可靠的，因为乙烷是非极性的，而且氮气也具有四极矩。
再者，乙烷的当量直径与甲烷的相当，这种等级效应是由CO2的当量直径较小造成的，这种解释也被排除了。
关于其他气体或材料的吸附作用及与甲烷吸附作用的比较的研究可能解释这种变化的原因。
图6也表明，煤等级越好，往往这一比率就是它们临界温度的比率。
这表明低阶煤存在着特定的交互作用。
3.1 吸附热量采用公式（1）可以通过吸附数据对吸附热量进行估算。
图7为一张对于不同的研究气体的估算吸附热量与煤等级的关系图。
煤等级越高，吸附热量也就越大即便是它们的气体吸附量较小。
在已给定的表面上，非极性气体的吸附热量成比例增加到气体的极化性，这种吸引力是由于范德瓦尔斯力随着气体极化性的增加而增加的[5]。
这就是乙烷和CO2吸附的热量大于氩和氮气的原因。
给定气体的吸附热量也随着表面的极化性的增加而增加，原因是一样的。
因此，如果高阶煤的表面比低阶煤的极化度更大，那么随着等级增加而多吸附的热量也能够解释。
煤粒子的反射率（即反射光强度与入射光强的比值）是由煤粒子固有的折射率（n）及吸收光线的能力决定的。
Van Krevelen对这一关系进行了研究，发现反射率与折射率之间存在着紧密的联系[16]。
这种关系在0.74–1.6%范围内几乎是线性的。
Van Krevelen（他忽略了样品方位造成的影响，比如双反射的相对较小的）对数据进行了线性拟合，如下原子极化率（ ）与折射率之间存在着Clausius–Mossotti关系式式中N为原子数量密度，分析过程中其为常数。
这里研究的煤粒子折射率的范围，其关系几乎也是线性的。
这表明吸附热量也应该随着反射率线性增加。
CO2和甲烷吸附的热量与预期的一致（图6），但是氮气的吸附热量不一致。
这好像乙烷的吸附热量跟煤的等级具有强烈的依赖性，但是由于数值分散而无法得出确切的结论。
这种吸附热量对煤等级具有依赖性的解释是基于几种假设：煤体内和表面的原子极化度是相同的，平均微小尺寸并没有随着反射率发生系统性的变化。
这种关系也预示，在同一煤样中惰煤素的吸附热量要比镜质体的吸附热量要大，因为通常镜质体的反射率要大。
如果是这样，煤的典型吸附曲线应该包括不同显微组分的结果，这些组分的吸附热量略有不同。
然而，根据图7的关系图惰煤素和镜质体吸附热量的预期差异较小，无法得出各自的等温吸附线。
需要对显微组分的吸附热量进行研究。
影响吸附热量的第二个变量就是平均微小尺寸。
因为对于相似物质，气体的吸附热量（采用DR模型进行估计）随着平均孔隙尺寸增加而减小[17-19],这与当煤等级增加时煤的平均微孔尺寸减小的结果是一致的。
测量到的乙烷吸附热量的变化反映出，由于乙烷尺寸较大或各向异性更强，它对孔隙尺寸影响敏感性更强。
需要对两个可能的相关重要性进行研究以验证平均孔隙尺寸或者极化性对吸附热量的影响。
