煤炭地下气化渗透反应墙构建材料的吸附和渗流特性研究

• Published in: 矿业科学学报 Vol. 9; no. 2; pp. 167 - 177
• Main Authors: 王凡, 徐冰, 谌伦建, 邢宝林, 苏发强
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南焦作 454003%河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454003 2024; 河南省煤炭绿色转化重点实验室,河南理工大学化学化工学院,河南焦作 454003%河南省煤炭绿色转化重点实验室,河南理工大学化学化工学院,河南焦作 454003
• Subjects: isothermal adsorption; 煤炭地下气化; 污染地下水; contaminated groundwater; 渗流; seep-age; 渗透反应墙; underground coal gasification; permeable reaction barrier; 等温吸附
• ISSN: 2096-2193
• DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2024.02.004

TD984%X523; 煤炭地下气化(UCG)带来的地下水污染风险是限制其推广发展的主要问题之一.渗透反应墙(PRB)修复技术是地下水原位修复的主要研究热点,而PRB材料特性是影响其正常运行的关键.本文首先探究了砂、有机膨润土、活性炭对UCG特征有机污染物苯酚的吸附特性,在此基础上,采用自建的渗流实验系统研究了砂、有机膨润土、活性炭及其混合物的吸附和渗透特性对净化污染水的综合影响效果.结果表明:①有机膨润土对溶液中苯酚的吸附速率较快,可在10 min之内达到吸附平衡,但吸附容量较小(1.98 mg/g);活性炭对溶液中苯酚的吸附速率较慢,但吸附容量较大(2.22 mg/g).②有机膨润土对苯酚的等温吸附可用Freundlich模型描述,模型参数kF= 0.040,n = 1.207;活性炭对苯酚的等温吸附可用Langmuir模型描述,模型参数Smax = 2.44 mg/g,kL= 0.125 L/mg.③砂和活性炭的渗透系数分别为1.006×10-3 m/s和4.761×10-2 m/s,砂与活性炭或有机膨润土混合可有效调节混合材料的渗透性,当砂与有机膨润土质量比由1 ∶ 1 增大到 3 ∶ 1 时,其混合材料的渗透系数由2.624×10-6 增大至3.468×10-5 m/s;而砂与活性炭质量比由1 ∶ 1 增大到3 ∶ 1 时,其混合材料的渗透系数由1.379×10-3 减小至1.301×10-4 m/s.