矿业安全与环保

作者：李康, 韩飞, 张文轩, 魏向阳, 王义均, 李文富, 韩宗祥, 王刚

关键词：煤自燃, 煤粒, CO吸附, 游离气体密度梯度, 扩散系数

为了探究CO在煤中吸附扩散流动的理论模型，基于密度梯度扩散理论，建立了球形煤粒CO吸附数学模型。采用有限差分和无量纲法对球形煤粒CO吸附数学模型进行解算和简化，提出一种扩散系数反演的新方法，并对该方法和模型进行验证。模拟分析了不同煤样、不同粒径的CO压力演化过程，讨论了CH4、CO、CO2吸附性能和扩散系数的差异。结果表明：CO吸附量的模拟曲线与实验数据保持一致，证明了模型和反演方法的可靠性；扩散系数与粒径成正比，表现为幂函数的形式；CO的吸附过程是由表及里逐渐扩散的；煤粒外表面的无量纲压力随无量纲时间的增加而逐渐减小；相同的无量纲时间下，靠近煤粒中心的无量纲压力与煤粒粒径成反比；分子动力学直径更小的CO2的扩散系数和吸附能力远大于CO和CH4的，CO和CH4的扩散系数和吸附能力相近。

来源：2025年第2期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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