常压下CO_(2)和O_(2)在煤体中吸附特性及扩散规律分子模拟研究OA北大核心CSTPCD

为探究CO_(2)、O_(2)在煤体中的吸附特性及扩散规律,采用巨正则系综蒙特卡洛和分子动力学方法对CO_(2)、O_(2)气体在不同摩尔比、温度和压力下煤体中的吸附及扩散过程进行了模拟研究。结果表明:(1)在煤体中CO_(2)呈簇状聚合分布,O_(2)呈点状分散分布;在同等条件下,吸附量、等量吸附热、平均质量密度、吸附选择性均为CO_(2)大于O_(2);随着CO_(2)的摩尔比增加,CO_(2)的吸附量、等量吸附热和扩散系数呈增加趋势。(2)CO_(2)的质量密度随摩尔分数的增加而增大,但CO_(2)的摩尔分数过量增加,会导致O_(2)扩散系数增大;随着压力增大,CO_(2)的吸附选择性系数从7.67降低至3.69。(3)O_(2)的吸附性弱于CO_(2),扩散呈降低趋势,而CO_(2)的扩散呈升高趋势;温度升高会弱化煤体对CO_(2)和O_(2)气体的吸附能力,但对O_(2)和CO_(2)扩散有显著促进效果,较高的温度有助于两气体的扩散,加速从煤体中脱附,扩散系数呈升高趋势。研究结果可为煤自燃等灾害事故的防治提供参考。