高压下CH4在页岩中吸附时等量吸附热的计算新方法

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等量吸附热是吸附过程中的一个重要的热力学参数。目前常用的Clausius-Clapeyron方程只适用于计算低压下的等量吸附热,而针对高压下页岩吸附CH4过程中的等量吸附热的变化规律研究较少。首先开展了高压下CH4气体在页岩中的等温吸附实验,构建了考虑温度相关性的Langmuir-Freundlich模型对吸附实验数据进行表征。然后从多元函数全微分的基本概念出发,基于多温度Langmuir-Freundlich模型提出了高压下考虑体相气体的非理想性和吸附相体积影响的等量吸附热计算新方法。研究结果表明:高压下页岩吸附CH4过程中的等量吸附热随着绝对吸附量的增大而降低,页岩基质的非均质性对等量吸附热的影响占主导地位。如果忽略了体相气体非理想性或吸附相体积的影响将会高估等量吸附热。温度越高,气体的非理想性和吸附相体积对于等量吸附热计算结果的影响程度越低。
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