BADANIA TEMPERATUROWEJ ZALEŻNOŚCI SORPCJI CO 2 W WĘGLACH KAMIENNYCH W ASPEKCIE GEOLOGICZNEJ SEKWESTRACJI DITLENKU WĘGLA

BADANIA TEMPERATUROWEJ ZALEŻNOŚCI SORPCJI CO 2 W WĘGLACH KAMIENNYCH W ASPEKCIE GEOLOGICZNEJ SEKWESTRACJI DITLENKU WĘGLA THE INVESTIGATIONS OF TEMPERATURE DEPENDENCE OF CO 2 SORPTION ON COALS RELATED TO THE GEOLOGICAL SEQUESTRATION OF CARBON DIOXIDE Aleksandra Marecka Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków e-mail: marecka@agh.edu.pl ABSTRACT In this work, the influence of porous structure on the sorption capacity was studied by means of CO 2 sorption on two coals collected from Polish collieries. The analysis of sorption isotherms at two temperatures was allowed to estimate thermodynamic parameters (heat of sorption) at very low surface coverage. Research on the problems presented in the study may be a source of valuable information on energetic interaction between coal and mine gases. Furthermore, its importance as regards the sequestration and storage of gases in unmineable coal seams cannot be underestimated. Keywords: coal, carbon dioxide, isosteric heat of sorption, geological sequestration Wprowadzenie W wielu krajach podejmowane są obecnie wysiłki zmierzające do radykalnego ograniczenia emisji gazów cieplarnianych do atmosfery. Problem wychwytywania i unieszkodliwiania odpadowego CO 2 stał się aktualny na początku lat dziewięćdziesiątych ubiegłego stulecia. Pośród kilku możliwości obniżenia zawartości CO 2 w atmosferze, sekwestracja tego gazu w podziemnych strukturach geologicznych wydaje się być jedną z ważniejszych metod. Należy zwrócić uwagę również na dążność w świecie do redukcji emisji CO 2 na drodze lepszego i bardziej efektywnego wykorzystania nośników energii pierwotnej, szybkiego rozwoju odnawialnych źródeł energii oraz wprowadzenia opłat za nadmierną emisję. Szeroko dyskutuje się możliwość przejścia do energii wodoru (Jestin L., 2007, Marzec A., 2007). Tymczasem, jak wynika z prognoz Departamentu Energii USA i Komisji Europejskiej, światowa emisja ditlenku węgla będzie nadal wzrastać, z poziomu 25 mld ton odnotowanego w 2003 do 45 mld ton w 2030 r. Największa część tej emisji (około 56 %) pochodzi z przemysłu energetycznego (wytwarzanie energii i ciepła). Ocenia się, że zapotrzebowanie na energię do 2030 r. zwiększy się o dalsze 58 % przy rosnącym wykorzystaniu węgla jako nośnika energii. Należy podkreślić, że obowiązujące regulacje prawne w zakresie ochrony środowiska przyrodniczego w ramach Ustawy Prawo Ochrony Środowiska Dz. U.01.62.627, w której znajduje odzwierciedlenie Dyrektywa IPPC 96/61/WE, nakładają na wszystkich obowiązek kompleksowej ochrony środowiska. W odniesieniu do procesów spalania paliw węglowych oznacza to minimalizację emisji CO 2. Z kolei, na podstawie Dyrektywy 2003/87/EC, firmy z sektorów wymienionych w Dyrektywie są zobowiązane do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych (CO 2 ) do wyznaczonych limitów. Z wymienionych przyczyn, powszechne stosowanie węgla dla celów energetycznych w najbliższej przyszłości będzie zmierzać w kierunku rozwoju czystych technologii węglowych (CCT Clean Coal Technologies), oraz ograniczenia emisji CO 2. Jednym z ważniejszych zadań towarzyszących produkcji energii będzie wyeliminowanie ditlenku węgla. W perspektywie najbliższych kilkudziesięciu lat oznacza to budowę tzw. poligeneracyjnych układów do wytwarzania energii z węgla z zastosowaniem zamkniętych cykli, w których szczególnego znaczenia nabierają procesy wydzielania ditlenku węgla z gazów spalinowych a następnie jego sekwestracji. Według planów Komisji Europejskiej, po roku 2020 przewiduje się że będą uruchamiane tylko bloki energetyczne z instalacją CSS (Capture Storage and Sequestration). Podziemne składowanie CO 2 w głębokich strukturach geologicznych, w tym w warstwach

130 węglonośnych, jest jedną z możliwości ograniczenia emisji ditlenku węgla do atmosfery. Co więcej, w metodzie tej nie ma potrzeby tworzenia specjalnych warunków ciśnieniowych. Koncepcje podziemnego magazynowania CO 2, z wykorzystaniem między innymi wyrobiska nieczynnych kopalni węglowych na podziemny zbiornik gazu odpadowego (gazu już wyemitowanego) zostały przedstawione w licznych publikacjach (Marecka A., 2005 i literatura tam cytowana). W wielu ośrodkach naukowych dąży się zatem do zweryfikowania przydatności różnych miejsc składowania tego gazu. Rozważa się równocześnie możliwość intensyfikacji wydobycia metanu z pokładów węgla kamiennego (technologia ECBM Enhanced Coalbed Methane). Oznacza to że, zatłaczany ditlenek węgla do złóż węglowych będzie w nich sorbowany jak również będzie wypierał metan. Nowa technologia jest obiecująca, ale nie jest jeszcze sprawdzona. Wiele pytań dotyczących tej ważnej dziedziny badawczej oczekuje jeszcze na odpowiedź. Z drugiej strony, pozyskiwanie metanu z pokładów węgla w wyniku procesu desorpcji gazu, związane jest zarówno z zagadnieniami bezpieczeństwa w pracach górniczych (Marecka A., 1994 i literatura tam cytowana) jak i ze wzrastającymi wymogami ochrony środowiska naturalnego (metan gaz cieplarniany). Należy uwzględnić szereg kryteriów, które winny być spełnione aby stosować metodę zatłaczania CO 2, m. in. długoletni okres składowania (kilkaset lub więcej lat), wpływ na środowisko. Wciąż najważniejszą kwestią, oprócz aspektu ekologicznego, jest minimalizacja kosztów metody sekwestracji (Jestin L., 2007). Biorąc powyższe pod uwagę i przy założeniu dostępności do nowoczesnych technologii CSS, badania sorpcji gazów w węglach kamiennych w temperaturze otoczenia mają ogromne znaczenie tak w aspekcie poznawczym jak i technologicznym. Badania sorpcyjne na próbkach węgli o różnym stopniu uwęglenia (różnych charakterystykach) mogą dać odpowiedź z p.w. zjawisk fizykochemicznych górotworu węglowego co do możliwości składowania i magazynowania gazów w potencjalnym złożu węglowym. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych sorpcji CO 2 na wyselekcjonowanych węglach kamiennych o średnim stopniu uwęglenia. Metody badań sorpcyjnych mogą wnieść istotny wkład do szerokiej oceny roli niektórych czynników związanych z możliwością sekwestracji CO 2 w wyrobisku węglowym. Wyznaczono zatem pojemności sorpcyjne (objętości gazu przy założonym ciśnieniu) testowanych węgli i efekt cieplny procesu sorpcji. Zagadnienia poruszane w pracy mają znaczenie poznawcze, mogą dostarczyć cennych informacji o oddziaływaniach energetycznych w układzie sorpcyjnym: węgiel kamienny gazy kopalniane, ditlenek węgla. Charakterystyka węgli kamiennych i metodyka badań Węgle kamienne należą do naturalnych skał organicznych, które powstają w wyniku długotrwałego działania czynników o charakterze biologicznym, chemicznym i tektonicznym. Wykazują cechy skomplikowanego materiału organicznego zawierającego jako domieszki substancje nieorganiczne (składniki popiołu). Niejednorodna natura węgli nie pozwala na identyfikację i ilościowe określenie występujących w nim struktur chemicznych. Zainteresowanie węglami kamiennymi wynika z ich specyficznych właściwości fizykochemicznych i sorpcyjnych. Są materiałami mikroporowatymi i o rozwiniętej wewnętrznej powierzchni. Powierzchnia wewnętrzna jest wynikiem rozbudowanej struktury mikro- i submikroporów. Badania sorpcyjne prowadzone w różnych warunkach i przy użyciu różnych sorbatów potwierdziły przypuszczenie, że duża część tej struktury przypada na pory o rozmiarach porównywalnych a nawet mniejszych od rozmiarów sorbowanych cząsteczek gazów. Z kolei, obecne w strukturze makropory oraz drobne szczeliny determinują zjawiska transportowe w substancji węglowej. Węgle kamienne, jako polidyspersyjne materiały, wykazują bardzo zasadnicze różnice w rozkładzie wielkości porów w porównaniu do innych naturalnych sorbentów. Te różnice w istotny sposób wpływają nie tylko na zjawiska transportowe w złożu węglowym (Marecka A., 2005) lecz także na rozkład substancji w fazie zasorbowanej i objętościowej. Warto podkreślić, że technologia adsorpcyjnego magazynowania gazów kopalnianych (CO 2 ) jest uzasadniona w przypadku gdy gęstość zasorbowanego ditlenku węgla będzie większa w porównaniu do jego gęstości w fazie gazowej. Charakteryzują się zdolnością do pochłaniania gazów. Jak wiadomo, złoża węglowe zawierają znaczne ilości gazów kopalnianych, w tym metan i ditlenek węgla. Koniecznością staje się zatem określenie oddziaływania fizykochemicznego CO 2 ze środowiskiem składowania oraz zdolności magazynowej, również w warunkach polskich kopalń. Do oceny niezwykle złożonej struktury fizykochemicznej węgla wykorzystuje się różne metody badawcze, wśród których metody sorpcyjne stanowią ważne źródło danych. Prace badawcze nad sorpcją ditlenku węgla na węglach kamiennych różnego typu prowadzono już

131 od dawna (Clarkson C.E. i in.,1999, Marecka A., 2001, Ozdemir E., i in. 2004). Rezultaty tych badań wskazują, że udział ditlenku węgla w fazie gazowej jest nieznaczny i zwiększa się wraz ze wzrostem ciśnienia górotworu. Potencjalna chłonność sorpcyjna jak i sekwestracja CO 2 będą zatem uwarunkowane procesami sorpcyjnymi w matrycy węglowej (Marecka A., 2005, 2007). Magazynowanie cząsteczek gazów w węglach przy ciśnieniach poniżej atmosfery, będzie polegać głównie na zatrzymaniu ich w fazie powierzchniowej. Równocześnie, warto nadmienić o możliwości występowania dodatkowych, niekorzystnych zjawisk w złożu węglowym głównie przy ciśnieniach powyżej atmosfery, tj. absorpcji (pochłanianie) cząsteczek w organicznych składnikach matrycy węglowej i pęcznienia węgla. Procesy te mogą przyczyniać się do migracji oraz ucieczki gazu ze zbiornika poprzez różne pęknięcia i szczeliny występujące w górotworze. Z dotychczasowych badań wynika, że udział absorpcji w całkowitym procesie sorpcji w większości polskich węgli jest jednak niewielki. Procesowi sorpcji zawsze towarzyszy wydzielenie pewnej ilości ciepła. Z technologicznego punktu widzenia, w rzeczywistych warunkach układu skały zbiornikowej, znaczenia nabierają również dodatkowo warunki, w których wymieniane jest ciepło. Najczęściej stosowaną funkcją termodynamiczną do opisu równowag w układzie sorbent sorbat jest ciepło sorpcji. W zależności od stosowanego układu, efekt cieplny procesu określa się jako izotermiczne lub adiabatyczne różniczkowe ciepło sorpcji. W celu wyznaczenia tego efektu często stosuje się metody eksperymentalne: kalorymetryczną, chromatograficzną, izosteryczną. Chromatografia gazowa najczęściej jest polecana dla prostych układach sorpcyjnych, tj. z izotermą Henry ego. Z kolei, w metodzie kalorymetrycznej, najlepsze wyniki uzyskuje się w przedziale niskich zapełnień. Dobre rezultaty można uzyskać metodą sorpcyjną, tj. z bezpośrednich pomiarów równowag sorpcyjnych co najmniej w dwóch temperaturach, techniką pomiarową stosowaną w niniejszej pracy. Dla wyjaśnienia zjawisk, przebiegających w pokładzie węglowym nasyconym gazem duże znaczenie mają badania efektów cieplnych towarzyszących selektywnej sorpcji ditlenku węgla. Rezultaty tych badań dają możliwość ilościowej jak i jakościowej charakterystyki sił wzajemnego oddziaływania w układzie sorpcyjnym. Mogą także wnosić ważne informacje o niejednorodności powierzchni ciała stałego (Marecka A., 2000). Z powyższych rozważań wynika celowość wyznaczania efektu cieplnego procesu sorpcji w układzie: węgiel kamienny ditlenek węgla. Część doświadczalna Materiał badawczy i aparatura pomiarowa W niniejszej pracy przeprowadzono pomiary sorpcji CO 2 na wyselekcjonowanych węglach pochodzących z różnych pokładów jednej kopalni węgla kamiennego. W próbkach tych oznaczono na wstępie podstawowe parametry analizy technicznej i chemicznej: zawartość pierwiastka C (C daf ), wilgoci (M a ), popiołu (A d ) i części lotnych (V daf ), a wyniki oznaczeń zebrano w Tabeli 1. Badane węgle (typ 37 i 38) charakteryzowały się zbliżoną zawartością węgla pierwiastkowego. Pomiary zostały wykonane standardową metodą objętościową, w temperaturach 293 i 303 K i w zakresie ciśnień ok. 1 90 kpa. Zasada pomiaru polegała na rozprężeniu gazu o znanym ciśnieniu i objętości z przestrzeni dozującej do ampułki z badaną próbką. Parametrem wyznaczanym w trakcie eksperymentu jest chłonność sorpcyjna, czyli maksymalna ilość substancji jaka może być zasorbowana przez jednostkę masy węgla w danych warunkach temperatury i ciśnienia. Eksperyment przeprowadzono na próbkach węgli o uziarnieniu 1,0 1,5 mm. Przed przystąpieniem do pomiarów sorpcyjnych węgle kamienne odgazowano do próżni rzędu 10-3 Pa. Zalety i ograniczenia pomiarów sorpcyjnych w układzie: węgiel kamienny gazy, szczególnie w zakresie niskich ciśnień, przedstawiono w pracach wcześniejszych autora (Marecka A., 2005, 2007). Jak wykazano eksperymentalnie i teoretycznie w pracy (Mianowski A., i Marecka A., 2003) szybkość ustalania się równowag sorpcyjnych w węglu kamiennym w sposób bardzo wyraźny uzależniona jest od stopnia rozdrobnienia materiału węglowego. Właściwości densymetryczne Gęstość rzeczywistą ( ρ He ) oznaczono w pracy metodą piknometrii helowej, natomiast gęstość pozorną - metodą piknometrii rtęciowej ( ρ Hg ) oraz hydrostatycznego ważenia ( ρ par ) zaproponowaną przez Kubielkę, dla dużych kawałków węgla (w przybliżeniu o rozmiarach 3x2.5x1.5cm), trudniejszych do oznaczenia innymi metodami. Oznaczenia w tej metodzie z wykorzystaniem parafiny, wykonuje się dla próbek węgla naturalnie zawilgoconego. Nie ulega wątpliwości, że w przypadku tak złożonego materiału jak węgiel kamienny w kontekście tematyki pracy powstaje pytanie, czy w procesie mechanicznego rozdrabniania próbki wewnętrzna struktura zostaje zachowana. Dyskusja i odpowiedź na to pytanie jest tym bardziej istot-

132 na, że oznaczenie objętości porowatego ciała w metodzie parafinowej jest bardziej zbliżone do warunków in situ. Jak wykazano doświadczalnie, obliczenia porowatości na podstawie wyników uzyskanych metodą hydrostatycznego ważenia nie wnoszą nowych informacji z p.w. opisu charakteru struktury porowatej tak skomplikowanego materiału badawczego. Opierając się na znajomości wartości powyżej przedstawionych parametrów obliczono objętość właściwą porów V o oraz porowatość węgli ε. W Tabeli 1 zebrano wyniki oznaczeń. Tabela 1. Wybrane wyniki analizy chemicznej i technologicznej węgli oraz parametry charakteryzujące badane węgle, wyznaczone z pomiarów gęstości C daf V daf A d M a b c ρ He εhg ε V par o 10 2 b wt % wt % wt % wt % g cm -3 % % cm 3 g Typ a -1 węgla W 1 88.9 21.34 7.27 0.89 1.372 4.9 4.3 3.74 37 W 2 87.9 18.92 18.51 0.96 1.565 10.4 14.6 7.38 38 a zgodnie z polską klasyfikacją (PN-82/G - 97002) b wyznaczone z pomiarów densymetrycznych c wyznaczone metodą hydrostatycznego ważenia dla ρ par = 0.8529 g cm -3 Właściwości sorpcyjne Obecne badania są częścią prac prowadzonych w aspekcie takich zagadnień jak: wyrzutowość gazów i skał, geologiczna sekwestracja CO 2 w złożach węglowych z równoczesnym pozyskiwaniem metanu. Charakterystykę sorpcyjną wyselekcjonowanych węgli kamiennych z polskiej kopalni przeprowadzono na podstawie pomiarów równowagowych izoterm sorpcji w temperaturach bliskich otoczenia. Stosowanie CO 2 jako sorbatu w badaniach laboratoryjnych w przypadku węgli kamiennych jest interesujące. Cząsteczka ditlenku węgla jest liniowa i posiada na tyle małą średnicę kinetyczną, iż uważa się że w temperaturach okołokrytycznych (T c =304.1 K) i zarazem zbliżonych do rzeczywistych warunków temperaturowych w pokładzie węgla, cała wewnętrzna struktura sorbentu węglowego jest przez nią penetrowana. Na Rysunku 1 zestawiono izotermy sorpcji na badanych węglach. Izotermy empiryczne w badanym zakresie ciśnień mają kształt zbliżony do liniowego. Ze wzrostem ciśnienia chłonność sorpcyjna obu węgli rośnie osiągając dla ciśnienia około 90 kpa najwyższą wartość odpowiednio 0.335 mmol g -1 oraz 0.379 mmol g -1. Rys. 1. Izotermy, ditlenek węgla na dwóch badanych węglach w T=293 K; Ο - W 1, - W 2.

133 Przebieg izoterm dla obu węgli jest wyraźnie zróżnicowany, szczególnie w zakresie wyższych mierzonych ciśnień i koreluje z wynikami pomiarów densymetrycznych oraz obliczeń porowatości (Tabela 1). Dla próbki W 2, ilości sorbowanego CO 2 są większe w porównaniu z próbką W 1 zawierającą nieco większą ilość części lotnych i charakteryzującą się mniejszą objętością porów (V o ). Co ciekawe, stopień uwęglenia, wyrażony zawartością C daf, w istotny sposób wiąże się ze zdolnościami sorpcyjnymi węgli lecz nie jest czynnikiem wyłącznie odpowiedzialnym za te cechy węgla kamiennego. Z kolei, jak wynika z doniesień literaturowych, zawartość wilgoci w węglu kamiennym zmniejsza sorpcję tego gazu w sposób wyraźny (Barker-Read GR., 1989, Kross BM., i in. 2002). Podsumowując, na podstawie przeprowadzonych badań w zakresie ciśnień do około 90 kpa, wykazano, że porowatość jako nierozdzielny element budowy węgla, decyduje o kolektorskich właściwościach węgla kamiennego i o jego zdolnościach do magazynowania (sekwestracji) gazów. Spośród dwóch przebadanych węgli kamiennych reprezentujących różne pokłady, najwyższą pojemnością sorpcyjną charakteryzuje się węgiel W 2 zawierający w swoim składzie mniejszą ilość części lotnych (V daf ). Ponadto, jak wynika z badań w laboratorium, sorpcja ditlenku węgla jest procesem powolnym i częściowo nieodwracalnym. Przedstawione wyniki badań laboratoryjnych potwierdzają możliwość usuwania CO 2 z powietrza (i/lub ze strumienia spalin) w procesie sorpcji przez użyte węgle. Jednakże, węgle kamienne o średnim stopniu uwęglenia, mają w większym stopniu skomplikowaną strukturę ze względu na duży udział w strukturze niewielkich rozmiarów porów, które mogą być niedostępne dla cząsteczek CO 2. Stąd, w procesie sorpcji część struktury wewnętrznej tego węgla może być blokowana ze względu na zbyt dużą barierę energetyczną u wejścia do otworu (szczególnie w zakresie niskich mierzonych ciśnień). Stąd, z punktu widzenia zagadnienia sekwestracji, ilość gazu deponowanego w węglach o średnim stopniu uwęglenia będzie niższa. Izosteryczne ciepło sorpcji Cząsteczka CO 2, charakteryzuje się liniowym momentem kwadrupolowym (4,1 10 26 j.es.). Efekt energetyczny procesu sorpcji może obejmować zatem wkłady oddziaływań niespecyficznych i specyficznych. Dlatego, można oczekiwać, że badania efektu cieplnego towarzyszącego procesowi sorpcji gazu, powinny być jednoznaczną miarą energetycznych właściwości powierzchni węgla i w konsekwencji jego zdolności sorpcyjnych. Z przeprowadzonych eksperymentów w temperaturach 293 K i 303 K oraz w zakresie ciśnień ok. 1 90 kpa, wyznaczono różniczkowe izosteryczne ciepła sorpcji CO 2 z zależności Clausiusa-Clapeyrona. Tabela 2. Izosteryczne ciepła sorpcji CO 2 na badanych węglach w zakresie temperatur 293-303 K Q st / kj mol -1 a 10 2 / mmol g -1 0.03 0.04 0.05 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 W1 34.23 33.92 33.90 33.30 33.00 32.01 31.76 30.94 30.31 W2 36.79 36.90 36.22 35.17 34.57 33.39 32.86 31.96 31.26 Warto zaznaczyć, że dla wszystkich przebadanych układów, dane empiryczne dobrze spełniały warunek prostoliniowości izoster co świadczy o inwariantności ciepeł sorpcji w badanym przedziale temperatur. Wyznaczone wartości ciepeł Q st w zależności od ilości zasorbowanego CO 2 przedstawiono w Tabeli 2. Analiza danych tabeli wskazuje, że wartości Q st określone dla tego samego stopnia zapełnienia były praktycznie te same w przypadku obu badanych węgli. A zatem, wyznaczone w pracy wartości izosterycznego ciepła sorpcji CO 2 nie zmieniają się wyraźnie w zależności od typu węgla. Wskazuje to najprawdopodobniej na jednorodny charakter powierzchni węgla w procesie fizycznej sorpcji ditlenku węgla w zakresie mierzonych ciśnień (oddziaływania van der Waalsa w warstwach zasorbowanych cząsteczek z centrami na powierzchni sorbentu węglowego) lub może wynikać raczej z kompensacji dwóch efektów: specyficznego oddziaływania cząsteczek gazu z sorbentem węglowym oraz rosnącego w tym procesie oddziaływania między cząsteczkami gazu.

134 Z kolei, początkowe (maksymalne) ciepła o sorpcji Q st (a 0) dla obu węgli kamiennych są wyższe i wynoszą odpowiednio 34.6 kj mol -1 oraz 37.2 kj mol -1. To podwyższenie wartości ciepeł dla najmniejszych zapełnień związane jest z silniejszym oddziaływanie cząsteczek CO 2 z aktywnymi centrami na powierzchni węgla kamiennego, posiadającego w swej strukturze bardzo wąskie pory, o rozmiarach molekularnych. Zwykle przyjmuje się, że sorpcja w bardzo wąskich porach pociąga za sobą zwiększenie oddziaływań niespecyficznych spowodowane bliskością ścian i zachodzeniem na siebie potencjałów dyspersyjnych. Brak zdecydowanych różnic w składzie chemicznym badanych prób węglowych oraz wyższe wartości parametrów oznaczonych w badaniach densymetrycznych sugerują, że węgiel W2 posiada znacznie bardziej rozwinięty układ mikroporowaty. W tym przypadku, chłonność sorpcyjna próbki W2 względem ditlenku węgla także jest większa. Podsumowanie i wnioski W pracy przedstawiono oznaczenia densymetryczne, wyznaczono izotermy sorpcji CO 2 w dwóch temperaturach bliskich temperaturze otoczenia i w zakresie niższych ciśnień ditlenku węgla (poniżej atmosfery) oraz wyznaczono efekt cieplny procesu sorpcji. Uzyskane wyniki pozwoliły ocenić badane węgle kamienne. Niskociśnieniowa sorpcja CO 2 jest szczególnie przydatna w charakteryzowaniu struktury mikroporowatej węgla kamiennego oraz oddziaływań energetycznych w układzie sorpcyjnym (izosteryczne ciepło sorpcji) w najbardziej charakterystycznym zakresie, tj. w przedziale niskich zapełnień. Badania sorpcji w układzie węgiel kamienny gaz można traktować jako podstawę do wyjaśnienia zjawisk zachodzących w warunkach naturalnych. W przypadku sorpcji na różnych typach węgli kamiennych nie można pomijać takich zagadnień jak zróżnicowana chłonność sorpcyjna. Zagadnienia poruszane w pracy mają aspekt poznawczy. Z drugiej strony, trudno nie zauważyć ich znaczenia w relacji do tematyki związanej z magazynowaniem gazów. Sekwestracja CO 2 jest wciąż aktualnym problemem technologicznym. LITERATURA BARKER-READ GR., 1989, The relationship between the pore structure of coal and gas dynamic behaviour of coal seams, Mining Science and Technology, 8, 109-131. CLARKSON C.E., BUSTIN R.M., 1999, The effect of pore structure and gas pressure upon the transport properties of coal: a laboratory and modeling study. 1. Isotherms and pore volume distributions, Fuel, 78, 1333-1344. JESTIN L., 2007, A contribution of the centralised energy sector to the preparation of the Polish long-term energy vision, Mineral Resources Management, T. 23, zeszyt specjalny, 143-165. KROSS BM., van Bergen F., Gensterblum Y., Siemons N., David P., 2002, High-Pressure Methane and Carbon Dioxide Adsorption on Dry and Moisture equilibrated Pennsylvanian Coals, Int. J. of Coal Geology, 51, 69-92. MARECKA A., 1994, Materiały Seminarium Węgiel kamienny własności, akumulacja, uwalnianie i pozyskiwanie gazów kopalnianych, 11-12 październik 1994, Kraków. MARECKA A., 2000, Materiały ogólnopolskiego Seminarium Węgiel, sorbenty i wyroby węglowe 2000, 15-16 czerwiec 2000, Kraków. MARECKA A., 2001, Struktura węgli kamiennych w świetle badań sorpcyjnych, Chemia i Inżynieria Ekologiczna, T8, 1053-1057. MARECKA A., 2003, Energetic effects of lowpressure sorption kinetics of simple gases in coal w: Carbon 03, Oviedo 6-10 July, Spain. MARECKA A., 2005, Kinetyka sorpcji w układzie węgiel kamienny CO 2 /CH 4 w aspekcie magazynowania ditlenku węgla, Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, 33, T.2, 49-57. MARECKA A., 2007, Sorption and diffusion investigations of gases on coals in the aspect of carbon dioxide sequestration and methane recovery, Mineral Resources Management, T. 23, 129-137. MIANOWSKI A., Marecka A., 2003, Application of the fast stage, according to Fick s II law, for the description of the sorption processes of simple gases on highly metamorphized coal in ambient conditions, w: Carbon 03, Oviedo 6-10 July, Spain (in electronic version). MARZEC A., 2007, Energetyka wodorowa-co to oznacza dla roli węgla?, Karbo, 2, 109-111. OZDEMIR E., MORSI B.I., SCHROEDER K., 2004, CO 2 adsorption capacity of argonne premium coals, Fuel, 83, 1085-1093.