Fenton试剂对煤样增透作用实验研究摘要
在煤矿开采中,瓦斯灾害一直威胁着煤矿的安全生产,但同时作为一种清洁、高效的能源又具有很高的抽采利用价值。而我国煤储层低渗透性的特点决定了若想对煤层气形成大规模的开采,必须进行煤储层改造,增大其渗透率。目前多是采用物理力学的手段来进行煤储层的增透,如水力压裂、水力割缝、高压水射流扩孔、深孔控制预裂爆破等手段,若能通过一种化学手段来改善煤储层的渗透性,这对我国低渗透煤层气的开发利用也具有重要的意义。本论文研究了Fenton试剂对多环芳烃类物质的氧化降解效果并通过Fenton试剂对无烟煤的实验室实验,研究了煤样经试剂处理后表面特征、孔隙结构及渗透率变化特征,经研究分析得到主要结论如下:(1)运用Fenton试剂氧化去除多环芳烃类小分子物质蒽和菲,结果表明,Fenton试剂对蒽和菲均具有较高的去除率,蒽的去除率为68.51%,菲的去除率为75.11%;对反应后所得固体物质以及滤液进行气相和液相色谱分析,可知反应后剩余的固体中除了检测到未反应的蒽和菲外,没有其他的物质生成,蒽和菲反应后的滤液中均生成了新的物质,进一步证实了Fenton试剂与多环芳烃类物质的反应性。(2)通过扫描电镜和压汞实验可得,经Fenton试剂处理后煤样表面出现了较多的氧化溶蚀的孔洞,煤样总孔隙度、总孔容增加,大孔的比例明显增加,小孔和微孔的比表面积有所减少,说明经Fenton试剂处理后孔隙的连通性增强,瓦斯运移通道增加,有利于瓦斯的渗流。(3)通过对比蒸馏水处理和Fenton试剂处理的煤样渗透率实验结果可知,Fenton试剂对煤样渗透率的提高具有较好的效果;通过不同c(H2O2)、c(Fe2+)浓度下Fenton试剂作用效果对比可得,在目前实验条件下,当c(H2O2)=100mmol/L、c(Fe2+)=5mmol/L、pH=3时,Fenton试剂对煤样渗透率提高的效果最好,提高的百分比为210.84%。
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