專利名稱：大煤樣多元?dú)怏w吸附解吸一體化實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及研究大煤樣進(jìn)行多元?dú)怏w吸附解吸特性的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，具體是在前人研究煤樣吸附解吸甲烷的基礎(chǔ)上，對(duì)大煤樣吸附解吸單一、兩種或兩種以上氣體時(shí)，研究其吸附解吸特性的一體化實(shí)驗(yàn)臺(tái)。適用于各大煤炭院校、礦山開(kāi)采行業(yè)科研院所使用。
背景技術(shù)：
瓦斯是混合氣而非單一甲烷氣體，為了提高資源量估算、儲(chǔ)層描述和產(chǎn)能預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，對(duì)煤吸附解吸多組分氣體特性的研究也越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。處于中試 階段的注入CO2或N2提高煤層氣采收率技術(shù)的理論基礎(chǔ)也是多組分吸附解吸，這些都促使多組分吸附解吸技術(shù)和理論逐漸成為煤層氣基礎(chǔ)理論研究的新焦點(diǎn)。通過(guò)煤層氣多組分吸附解吸的研究，可以提高煤層氣資源量估算和產(chǎn)能預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，為煤層瓦斯抽采、煤層氣開(kāi)發(fā)提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及技術(shù)支持，因此在這個(gè)領(lǐng)域需要開(kāi)展更細(xì)致、深入的研究。目前使用的混合氣體吸附裝置，缺少了混合氣體解吸環(huán)節(jié)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)煤體對(duì)多組分氣體吸附解吸特性的一體化實(shí)驗(yàn)研究。又因?yàn)槟壳拔浇馕鼘?shí)驗(yàn)裝置，其功能實(shí)現(xiàn)主要著眼于對(duì)單一氣體吸附解吸特性的實(shí)驗(yàn)研究。同時(shí)各吸附解吸實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)煤樣量較少，大大限制了實(shí)驗(yàn)條件，使得由實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)條件下的實(shí)際規(guī)律存在差異。
發(fā)明內(nèi)容為了研究大煤樣對(duì)多元?dú)怏w的吸附解吸特性，本實(shí)用新型提供一種大煤樣多元?dú)怏w吸附解吸一體化實(shí)驗(yàn)裝置。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種大煤樣多元?dú)怏w吸附解吸一體化實(shí)驗(yàn)裝置，包括充氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、脫氣系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、測(cè)量計(jì)量和氣體成分分析系統(tǒng)，充氣系統(tǒng)由高壓氣瓶I (I)、高壓氣瓶II (2)、混合氣罐(3)、氣體控制閥(5)、壓力傳感器(6)和壓力表(4)組成；吸附系統(tǒng)由煤樣罐(7)、壓力傳感器和壓力表組成；脫氣系統(tǒng)由真空泵(14)、復(fù)合真空計(jì)(15)、氣體控制閥組成；恒溫系統(tǒng)由水浴溫度計(jì)(8)、恒溫水浴(9)、水浴溫度控制器(10)及超級(jí)恒溫計(jì)(11)組成；測(cè)量系統(tǒng)由壓力表(4)、壓力傳感器(6)、流量計(jì)(12)和集氣瓶(13)組成；氣體成分分析系統(tǒng)由集氣瓶(13)和氣相色譜儀(17)組成，高壓氣瓶I
(I)和高壓氣瓶I I (2)分別經(jīng)過(guò)氣體控制閥(5)與混合氣罐(3)相連，混合氣罐(3)與煤樣罐(7)相連，煤樣罐(7)分別與真空泵(14)、復(fù)合真空計(jì)(15)和流量計(jì)(12)、集氣瓶(13)相連，集氣瓶(13)與氣相色譜儀(17)相連，煤樣罐(7)外設(shè)有恒溫水浴(9)，恒溫水浴(9)上設(shè)有水浴溫度計(jì)(8 )和水浴溫度控制器(10 )，恒溫水浴(9 )與超級(jí)恒溫計(jì)(11)連接。本實(shí)用新型建立了一整套的大煤樣多元?dú)怏w吸附解吸一體化實(shí)驗(yàn)臺(tái)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)多元?dú)怏w吸附解吸一體化實(shí)驗(yàn)研究。本實(shí)用新型可人為的控制和改變實(shí)驗(yàn)條件，從而可對(duì)不同氣體濃度比、體積比、不同氣體組分及變溫、變粒徑、不同含水量煤樣、混合煤樣條件下大煤樣吸附解吸特性的規(guī)律進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)效果清楚直觀，實(shí)驗(yàn)周期短、見(jiàn)效快，可為進(jìn)一步研究煤吸附解吸特性提供便利。
圖I為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
—種大煤樣多元?dú)怏w吸附解吸實(shí)驗(yàn)裝置，包括充氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、脫氣系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)及測(cè)量計(jì)量系統(tǒng)及氣體成分分析系統(tǒng)。充氣系統(tǒng)由高壓氣瓶1(1)、高壓氣瓶11(2)、混合氣瓶(3)、氣體控制閥(5)、壓力傳感器(6)和壓力表(4)組成；吸附系統(tǒng)由煤樣罐(7)、壓力傳感器和壓力表組成；脫氣系統(tǒng)由真空泵(14)、氣體控制閥組成；恒溫系統(tǒng)由水浴溫度計(jì)(8)、恒溫水浴(9)、水浴溫度控制器(10)和超級(jí)恒溫計(jì)(11)組成；測(cè)量計(jì)量系統(tǒng)由壓力表、壓力傳感器、流量計(jì)(12)及集氣瓶(13)組成；氣體成分分析系統(tǒng)由集氣瓶(13)和氣相色譜儀(17)組成。高壓氣瓶I (I)和高壓氣瓶II (2)分別經(jīng)過(guò)氣體控制閥(5)與混合氣罐(3 )相連，混合氣罐(3 )與煤樣罐(7 )相連，煤樣罐(7 )分別與真空泵(14)、復(fù)合真空計(jì)
(15)和流量計(jì)(12)、集氣瓶(13)相連，集氣瓶(13)與氣相色譜儀(17)相連，煤樣罐(7)外設(shè)有恒溫水浴(9)，恒溫水浴(9)上設(shè)有水浴溫度計(jì)(8)和水浴溫度控制器(10)，恒溫水浴
(9)與超級(jí)恒溫計(jì)(11)連接。本實(shí)用新型操作過(guò)程如下實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，將高壓氣瓶I (I)、高壓氣瓶II (2)、混合氣瓶(3 )、煤樣罐(7 )、氣體控制閥(5 )、流量計(jì)(12 )、集氣瓶(13 )和氣相色譜儀通過(guò)銅管
(16)連接起來(lái)，將真空泵(14)及復(fù)合真空計(jì)(15)與煤樣罐7連接。在各測(cè)量部位安裝壓力表(4)、壓力傳感器(6)，如圖I所示。將實(shí)驗(yàn)所需的各單一氣體按一定的壓力比充入混合氣瓶(3)中，將其靜置48小時(shí)以上。待氣體完全混合后打開(kāi)與吸附系統(tǒng)連接的氣體控制閥，將其充入煤樣罐7內(nèi)，實(shí)驗(yàn)煤樣開(kāi)始吸附氣體，當(dāng)煤樣吸附平衡后，對(duì)煤樣罐7內(nèi)游離態(tài)氣體成分利用氣相色譜儀17采樣，并進(jìn)行分析，而后調(diào)節(jié)相應(yīng)的氣體控制閥，進(jìn)行解吸實(shí)驗(yàn)。解吸氣體量由流量計(jì)12及集氣瓶13測(cè)得，從而實(shí)現(xiàn)大煤樣吸附解吸多元?dú)怏w一體化。煤樣吸附解吸多元?dú)怏w后，每個(gè)壓力等級(jí)條件下對(duì)集氣瓶13內(nèi)的氣體進(jìn)行提取。然后，利用氣體色譜分析儀17對(duì)采集到的氣體進(jìn)行分析，對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，從而揭示出煤吸附解吸瓦斯的特性及變溫、變粒徑條件下煤吸附解吸瓦斯的規(guī)律。
權(quán)利要求1.一種大煤樣多元?dú)怏w吸附解吸一體化實(shí)驗(yàn)裝置，包括充氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、脫氣系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、測(cè)量計(jì)量和氣體成分分析系統(tǒng)，其特征在于充氣系統(tǒng)由高壓氣瓶I (I)、高壓氣瓶II (2)、混合氣罐(3)、氣體控制閥(5)、壓力傳感器(6)和壓力表(4)組成；吸附系統(tǒng)由煤樣罐(7)、壓力傳感器和壓力表組成；脫氣系統(tǒng)由真空泵(14)、氣體控制閥及真空計(jì)組成；恒溫系統(tǒng)由水浴溫度計(jì)(8)、恒溫水浴(9)、水浴溫度控制器(10)及超級(jí)恒溫計(jì)(11)組成；測(cè)量系統(tǒng)由壓力表(4)、壓力傳感器(6)、流量計(jì)(12)和集氣瓶(13)組成；氣體成分分析系統(tǒng)由集氣瓶(13)和氣相色譜儀(17)組成，高壓氣瓶I (I)和高壓氣瓶II (2)分別經(jīng)過(guò)氣體控制閥(5)與混合氣罐(3)相連，混合氣罐(3)與煤樣罐(7)相連，煤樣罐(7)分別與真空泵(14)、復(fù)合真空計(jì)(15)和流量計(jì)(12)、集氣瓶(13)相連，集氣瓶(13)與氣相色譜儀(17)相連，煤樣罐(7)外設(shè)有恒溫水浴(9)，恒溫水浴(9)上設(shè)有水浴溫度計(jì)(8)和水浴溫度控制器(10 )，恒溫水浴(9 )與超級(jí)恒溫計(jì)(11)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及大煤樣多元?dú)怏w吸附解吸一體化實(shí)驗(yàn)裝置，包括充氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、脫氣系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)和氣體成分分析系統(tǒng)。高壓氣瓶I和高壓氣瓶II與混合氣罐相連，混合氣罐與煤樣罐相連，煤樣罐分別與真空泵和流量計(jì)、集氣瓶相連，集氣瓶與氣相色譜儀相連，煤樣罐外設(shè)有恒溫水浴?；旌蠚怏w的成分可由各氣瓶按相應(yīng)壓力比充入調(diào)節(jié)。對(duì)于解吸出的氣體，利用氣相色譜儀對(duì)其成分進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)了大煤樣吸附解吸多元?dú)怏w一體化。本實(shí)用新型可人為的控制和改變實(shí)驗(yàn)條件，從而可確定不同氣體濃度比、不同氣體組分條件下煤體吸附解吸特性的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)效果清楚直觀，實(shí)驗(yàn)周期短、見(jiàn)效快，可為進(jìn)一步研究煤吸附解吸特性提供便利。
文檔編號(hào)G01N30/02GK202562897SQ20122024549
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者林海飛, 李樹(shù)剛, 成連華, 潘紅宇, 趙鵬翔, 李志梁, 李莉, 黃金星, 王紅勝, 肖鵬, 任海峰, 張?zhí)燔? 劉超, 徐剛, 索亮 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)