Zastosowanie modelu MSW do opisu sorpcji gazów kopalnianych na wybranej próbce węgla z Rybnickiego Okręgu Węglowego

Wgląd w istotę mechanizmów deponowania mieszanin gazowych w materiałach węglowych, w szczególności w węglu kamiennym, może mieć istotne znaczenie dla określenia zasobów gazu, towarzyszącego złożom węgli kamiennych i określenia możliwości pozyskania gazu z tych złóż z jednoczesną, bądź równoległą sekwestracją ditlenku węgla. Wyniki badań mogą być również wykorzystywane do przewidywania zdolności adsorpcyjnych i katalitycznych poszczególnych próbek węgli lub przydatności węgli kamiennych w charakterze „tanich sorbentów" w procesach separacji i oczyszczania gazów. W tym celu przeprowadzono wiele pomiarów izoterm sorpcji w zakresie podwyższonego ciśnienia w układach: próbka węglowa - metan, - ditlenek węgla, - mieszanina tych gazów o składzie 50 % obj. CH4 + 50 %obj. CO2. Celem pracy było określenie mechanizmów występujących podczas lokowania cząsteczek mieszanin gazowych w materiałach węglowych. Rozważano również problem konkurencyjności sorpcji w celu opracowania procedury obliczeniowej, dającej rzetelne estymaty sorpcji z mieszanin na podstawie sorpcji pojedynczych składników mieszaniny gazowej lub analizy izotermy sorpcji mieszaniny z rozdziałem na poszczególne składniki. Uzyskane dane w korelacji z odpowiednią metodyką obliczeniową pozwalałaby przewidywać efekty i zjawiska zachodzące w trakcie wypierania metanu przez ditlenek węgla z metanowego złoża węglowego.

Recognition of the matter of gaseous mixture deposition in carbonaceous materials, especially in hard coal, has a great meaning for estimation of the hard coal deposits of gas resources and possibilities of gas exploration from these beds with simultaneous or collateral carbon dioxide sequestration. Investigation results could be used either for prediction of adsorption and catalytic properties of the several coal samples or evaluation of the usability of hard coals as the "cheap sorbents" in the processes of separation and cleaning of gases. For this purpose, number of measurements were taken of the sorption isotherms in the range of elevated pressure in the systems: coal sample-methane, coal sample-carbon dioxide and the same for the mixture of gases with composition 50 % vol. CH4 + 50 % vol. CO2. The aim of this paper was to define the mechanisms taking part in the location of gaseous mixture molecules in the coal material. The sorption competition problem was taken into account in order to define a numeric procedure giving reliable estimates of sorption from the mixtures on the basis of data on sorption of individual gases or analysis of sorption isotherms of the mixture for each component separately. The obtained data in correlation with proper numerical methodology would allow to estimate effects and phenomena taking place during methane relocation by the carbon dioxide in the methane coal bed.