Wpływ temperatury na sorpcję tlenku węgla na polskich węglach kamiennych

In this paper the results have been discussed of a study on CO sorption on six samples of bituminous coal collected in Polish mines, having different metamorphism degree. Tests of sorption of CO were carried out at different temperatures, including ones typical for realmine environment, 308 K, 323 K, 343 K and 373 K. The study demonstrated that sorption of CO decreases with increasing ambient temperature - the intensity of sorption of CO at 373 K is nearly half of the sorption at 308 K. It is likely that increase of ambient temperature in mines causes desorption of CO from coal seams, thus increasing its concentration in the ventilating air. Desorption of CO is another of such phenomena as spontaneous coal heating or fires, resulting in emission of CO into ventilation air thus posing a threat for miners. The sorption tests were carried out on samples of coal crushed into the following grain size classes: 0.063-0.075 mm, 0.125-25 mm, 0.5-0.7 mm. It emerged that sorption of CO on coal samples increases with coal grains disintegration, suggesting that the sorption of CO occurs mainly on the outer surfaces of coal grains. The exception of that pattern was noted in the case of coal from Jaworzno mine, having high carbon and low oxygen content. It was also demonstrated that the volume of CO adsorbed on a coal sample is related to its carbon and oxygen contents.W pracy przedstawiono wyniki badań sorpcji tlenku węgla na sześciu próbach polskich węgli kamiennych o zróżnicowanym stopniu metamorfizmu. Sorpcję tlenku węgla przeprowadzono w temperaturach zbliżonych do warunków temperaturowych panujących w kopalni: 308 K, 323 K, 343 K i 373 K. W wyniku wykonanych badań stwierdzono spadek sorpcji tlenku węgla zachodzący wraz ze wzrostem temperatury. Sorpcja CO w temperaturze 373 K jest niemal o połowę mniejsza w porównaniu z sorpcją w temperaturze 308 K. Prawdopodobnie w kopalniach każdorazowy wzrost temperatury w pokładach węgla powoduje desorpcję tlenku węgla, a tym samym zwiększenie jego stężenia w powietrzu kopalnianym. Oprócz samozagrzewania i pożarów termiczna desorpcja CO jest kolejnym procesem przyczyniającym się do wzrostu toksycznego tlenku węgla w atmosferze kopalni, podnosząc poziom niebezpieczeństwa dla pracujących załóg górniczych. Badania sorpcyjne przeprowadzone na trzech klasach ziarnowych: 0,063-0,075 mm, 0,125-25 mm, 0,5-0,7 mm wykazały wyraźny wpływ rozdrobnienia węgla na sorpcję CO. Sorpcja tlenku węgla wzrasta wraz z rozdrobnieniem węgla, co przemawia za sorpcją tego gazu zachodzącą w dużej części na zewnętrznych powierzchniach ziarna węglowego. Wyjątek stanowi węgiel z kopalni Jaworzno o niskiej zawartości pierwiastka węgla i dużej zawartości tlenu, gdzie sorpcja tlenku węgla zachodzi w strukturze mikro i submikroporów. Wykazano również, że ilości sorbowanego tlenku węgla zależą od zawartości pierwiastka węgla i tlenu w strukturze węgli kamiennych