Materiały konferencyjne SEP 2019

w węglu, natomiast obniża się ze wzrostem udziału macerałów grupy liptynitu. Autorzy postu- lują, że macerał ten posiada strukturę porów najdogodniejszą dla sorpcji CO 2 . Z kolei w opar- ciu o badania sorpcji CH 4 stwierdzono brak zależności wielkości sorpcji tego gazu od stopnia uwęglenia oraz składu pertograficznego węgla. Praca zespołu obejmuje też rozważania na temat przyczyn różnic chłonności sorpcyjnej węgla względem stosowanych sorbatów. Jako pierwsze czynniki wskazane zostały: różnica rozmiarów cząstek CO 2 i CH 4 oraz różnica ener- gii ich adsorpcji. Odznaczające się mniejszą średnicą kinetyczna i wyższą energią adsorpcji cząsteczki CO 2 łatwiej penetrują strukturę porowatą węgla i dyfundują głębiej w jej wnętrze niż CH 4 . Kolejnym ważnym aspektem jest mechanizm sorpcji tych gazów. Stwierdzono, że CH 4 głównie adsorbuje się w mikroporach, natomiast CO 2 ulega adsorpcji i absorpcji a udział drugiego z tych mechanizmów może sięgać połowy ilości zgromadzonego w węglu gazu, co znajduje potwierdzenie między innymi w pracach Reucrofta i Sethuramana oraz Milewskiej – Dudy i współpracowników [33–34]. Analizy prowadzone celem znalezienia zależności pomiędzy składem maceralnym węgla a jego właściwościami sorpcyjnymi prowadzą do ogólnego wniosku, że wzrost udziału mace- rałów grupy witrynitu koreluje z większą chłonnością sorpcyjna względem ditlenku węgla [29] oraz metanu [11, 27, 35–37]. Chalmers i Bustin [36] przeprowadzili obszerne badania sorp- cyjne na próbkach węgli matowych i błyszczących wydzielonych z węgli macierzystych o róż- nym stopniu uwęglenia. Stwierdzili, że wpływ składu maceralnego na sorpcję metanu jest zna- czący w przypadku węgli wysoko uwęglonych, gdzie wyższe chłonności sorpcyjne korelują z zawartością witrynitu w węglu. Natomiast wyniki uzyskane dla węgli nisko uwęglonych po- kazały znikome różnice chłonności sorpcyjnych między próbkami matowymi i błyszczącymi. Zaobserwowano też odwrotną tendencję niż w przypadku węgli wysoko uwęglonych, tj. Wyż- szą chłonność sorpcyjną próbek matowych. Busch i współpracownicy przeprowadzili serię eksperymentów w zakresie sorpcji mieszanin gazów CO 2 i CH 4 na kilku węglach kamiennych o różnym stopniu uwęglenia [3, 38]. Najistotniejszy wniosek jaki podają autorzy ująć można następująco: preferencyjność sorpcji nie zależy od składu gazu lecz od stopnia uwęglenia i składu maceralnego węgla kamiennego oraz ciśnienia dozowania sorbatu. Generalnie wysoki stopień uwęglenia wiązał się z preferencyjną sorpcją CO 2 , natomiast węgle o niskim stopniu uwęglenia wykazały różną selektywność, mianowicie część preferencyjnie sorbowała CO 2 a inne CH 4 . Niniejsza praca stanowi kontynuację i rozszerzenie tematyki badawczej, która została za- inspirowana wynikami prac zespołów Chalmers i Bustin oraz Busch i współpracownicy. Przed- miot badań stanowi analiza wpływu składu petrograficznego nisko uwęglonego węgla kamien- nego na sorpcję metanu, ditlenku węgla i mieszanin metanu i ditlenku węgla. W ramach jej realizacji przeprowadzono prace badawcze obejmujące serię badań sorpcyjnych zakresie nis- kiego ciśnienia. Wyznaczono izotermy deponowania i ewakuacji gazów: metanu, ditlenku węgla i ich mieszanin, na trzech próbkach niskouwęglonego węgla kamiennego: węglu bazo- wym (Rₒ = 0,51%) oraz dwóch litotypach, witrynie i durynie, wyizolowanych z oryginalnej próbki. Wyniki badań sorpcji ditlenku węgla zostały zaprezentowane w formie referatu na konferencjach [41–42]. Celem naukowym prezentowanej pracy jest przede wszystkim określe- nie zależności pomiędzy składem petrograficznym niskouwęglonego węgla kamiennego a iloś- cią gazu gromadzonego w jego porowatej strukturze i z niej desorbowanego w układach wę- giel – metan oraz węgiel mieszanina gazów CO 2 i CH 4 , przy zniwelowanym wpływie stopnia uwęglenia materiału badawczego. Do opisu teoretycznego przebiegu procesów sorpcyjnych wykorzystano równanie Dubinin’a-Radushkevich’a. Dopasowanie danych doświadczalnych do