Este protocolo demonstra como preparar uma amostra de briquete e realizar um experimento de compressão uniaxial com um briquete em diferentes pressões de CO2 usando um sistema de teste de acoplamento de gás-sólido visualizado e de volume constante. Também tem como objetivo investigar as mudanças em termos de propriedades físicas e mecânicas do carvão induzidas pela adsorção de CO2 .
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Artigo de método
Um experimento de compactação uniaxial com carvão de rolamento de CO2usando um sistema de teste de acoplamento de gás sólido de volume visualizado e constante
Neste artigo
Resumo
Resumo
Injetar dióxido de carbono (CO2) em uma costura de carvão profundo é de grande importância para reduzir a concentração de gases de efeito estufa na atmosfera e aumentar a recuperação do metano coalleito. Um sistema de acoplamento gás-sólido visualizado e de volume constante é introduzido aqui para investigar a influência da sorção do CO2 nas propriedades físicas e mecânicas do carvão. Sendo capaz de manter um volume constante e monitorar a amostra usando uma câmera, este sistema oferece o potencial para melhorar a precisão do instrumento e analisar a evolução da fratura com um método de geometria fractal. Este papel fornece todas as etapas para executar um experimento de compressão uniaxial com uma amostra de briquete em diferentes pressões de CO2 com o sistema de teste de acoplamento gás-sólido. Um briquete, prensado a frio por carvão cru e cimento Humate de sódio, é carregado em CO2de alta pressão, e sua superfície é monitorada em tempo real usando uma câmera. No entanto, a semelhança entre o briquete e o carvão cru ainda precisa de melhorias, e um gás inflamável como o metano (CH4) não pode ser injetado para o teste. Os resultados mostram que a sorção de CO2 leva ao pico de resistência e redução do módulo elástico do briquete, e a evolução da fratura do briquete em um estado de falha indica características fractais. A força, o módulo elástico e a dimensão fractal estão todos correlacionados com a pressão de CO2 , mas não com uma correlação linear. O sistema de teste de acoplamento gás-sólido visualizado e de volume constante pode servir como uma plataforma para pesquisa experimental sobre mecânica de rochas Considerando o efeito de acoplamento multicampo.
Introdução
A crescente concentração de CO2 na atmosfera é um fator direto que causa o efeito do aquecimento global. Devido à forte capacidade de sorção de carvão, o sequestro de CO2 em uma costura de carvão é considerado como um meio prático e favorável ao meio ambiente para reduzir a emissão global de gases de efeito estufa1,2,3. Ao mesmo tempo, o co2 injetado pode substituir o ch4 e resultar na promoção da produção de gás na recuperação de metano coalleito (ecbm)4,5,6
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Protocolo
1. preparação da amostra
- Colete blocos de carvão cru da face de trabalho 4671B6 da mina de carvão Xinzhuangzi. Note que, devido à baixa resistência e frouxidão da estrutura, o carvão cru é quebrado e provavelmente misturado com impurezas. Para evitar a influência desses fatores internos e externos, bem como reduzir a inhomogeneidade do carvão, tanto quanto possível, selecione grandes blocos de carvão (cerca de 15 cm de comprimento, 10 cm de largura e 10 cm de altura).
- Use um pinça para remover as impurezas misturadas no carvão e esfregue a câmara do triturador com algodão absorvente e acetaldehyde.
- Esmagar os blocos de carvão em pedaços p....
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Resultados
A massa média da amostra de briquete foi de 230 g. dependendo da análise industrial, o briquete exibiu um teor de umidade de 4,52% e um teor de cinzas de 15,52%. Além disso, o conteúdo volátil foi de aproximadamente 31,24%. Como o Humate do sódio foi extraído do carvão, os componentes do briquete eram similares ao carvão cru. As características físicas são exibidas na tabela 2.
A comparação das propriedades mecâ.......
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Discussão
Considerando o perigo de gás de alta pressão, algumas etapas críticas são importantes durante o teste. As válvulas e os anéis O devem ser inspecionados e substituídos regularmente, e qualquer fonte de ignição não deve ser permitida no laboratório. Ao usar a válvula de regulação de pressão manual, o experimentador deve torcer a válvula lentamente para fazer a pressão no aumento do vaso visualizado gradualmente. Não desmontar a embarcação durante o teste. Quando o experimento estiver terminado, a porta traseira da embarcaç.......
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Divulgações
Os autores não têm nada a revelar.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado pelo projeto nacional de desenvolvimento de instrumentos científicos da China (Grant no. 51427804) e a Shandong Province National natural Science Foundation (Grant no. ZR2017MEE023).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Leica, Alemanha | M090063016 | fotômetro 3Y-Leica MPV-SP | Usado para a medida da refletância da vitrinita |
| Instrumento automático da adsorção | do instrumento de BeiShiDe (Pequim) CO., Ltd. | 3H-2000PH | Teste de adsorção isotérmica |
| Máquina de teste universal servo eletro-hidráulica | Jinan Shidaishijin máquina de teste CO., Ltd | WDW-100EIII | Usado para fornecer pressão axial |
| Sensor de gás | Beijing Star Sensor Technology CO., LTD | CYYZ11 | Monitoramento da pressão do gás |
| Tanque de gás (dióxido de carbono / hélio) | Heifei Henglong Gas., Ltd | Gás câmera | |
| de alta velocidade | Sony Corporation | FDR-AX30 | de monitoramento de imagem |
| Yuyao YuanDong Digital Instrument Factory | XGQ-2000 | Triturador de mandíbula de secagem de briquete | |
| Hebi Tianke Instrument CO., Ltd | EP-2 | Moagem | |
| de carvão Válvula redutora de pressão manual | Shanghai Saergen Instrument CO., Ltd | R41 | Pressão de gás de saída Analisador |
| Proximal | ajuste Changsha Kaiyuan Instrument CO.,Ltd | 5E-MAG6700 | Análise industrial de carvão |
| Medidor de tensão de resistência | Jinan Sigmar Technology CO., LTD | ASMB3-16/8 Medidor de | taxa de Poisson |
| Agitador de peneira (6,16mesh) | Hebi Tianguan Instrument CO.,Ltd | GZS-300 Abrigo de | pó de carvão |
| Tubo macio | Jinan Quanxing Tubo de alta pressão CO., Ltd | Diâmetro interno=5 mm pressão máxima=30 MPa | |
| Instrumento padrão do teste da deformação circunferencial da amostra da rocha | Maquinaria CO. de Huainan Qingda, Ltd | Aquisição circunferencial da deformação | |
| Tensão controlada instrumento de teste | Aerospace Huayu, LTD | ZJ-4A | Resistência à tração, coesão, ângulo interno da fricção Bomba |
| de vácuo | Fujiwara, Japão | 750D | Usado para vaccumizar o vaso |
| Válvula Jiangsu Subei Valve Co., Ltd | S4 NS-MG16-MF1 | Vedação de gás | |
| Embarcação de carregamento visual | Huainan Qingda Machinery CO., Ltd | Instrumento para carregamento de amostra e monitoramento em tempo real |
Referências
- Mazzotti, M., Pini, R., Storti, G. Enhanced coalbed methane recovery. Journal of Supercritical Fluids. 47 (3), 619-627 (2009).
- Litynski, J., et al. U.S. Department of Energy’s Regional Carbon Sequestration Partnership Program: Overview. Energy Proc....
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Reimpressões e permissões
