煤層氣或頁巖氣自動真空脫氣儀及相應(yīng)真空脫氣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤層氣或頁巖氣處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，本發(fā)明涉及一種煤層氣或頁巖氣自動真空脫氣儀及相應(yīng)真空脫氣方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤層氣/頁巖氣以及瓦斯的真空脫氣過程中需要廣泛運用樣本氣體來進行實驗分析，目前，公知的國家標準GB/T23249-2009《地勘時期煤層瓦斯含量測定方法》、行業(yè)標準AQ1046-2007《地勘時期煤層瓦斯含量測定方法》推薦了一種真空脫氣儀，該真空脫氣儀為玻璃器皿和乳膠管連接的裝置，但存在如下的缺點:
[0003]首先，該真空脫氣儀整個氣體收集過程需要:常溫脫氣、加熱脫氣到有限定液的容器中，再轉(zhuǎn)移到有限定液的帶刻度的量管中將氣體混合均勻，并通過量管刻度讀取氣體體積；此過程需要隨時注意限定液的位置，防止限定液排完后氣體跑出，因此需要經(jīng)常切換閥門，將收集到的氣體轉(zhuǎn)移到后面的量管內(nèi)混合；操作過程繁瑣、氣體混合不均勻、氣體解析是否完全受人為影響較大。
[0004]其次，該裝置時常發(fā)生漏氣現(xiàn)象，導致收集到的氣體量并不準確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種煤層氣或頁巖氣自動真空脫氣儀及相應(yīng)真空脫氣方法，可以自動控制實現(xiàn)真空脫氣，且氣密性好。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種煤層氣或頁巖氣自動真空脫氣儀，其包括:
[0008]煤層氣或頁巖氣樣品放置設(shè)備、氣體收集室、氣體混合室、水泵處理設(shè)備、氣體收集系統(tǒng)、真空處理設(shè)備以及與該氣體收集室內(nèi)部連通的壓力傳感器、第一電極設(shè)備和溫度傳感器，與該氣體混合室內(nèi)部連通的第二電極設(shè)備；
[0009]該真空處理設(shè)備設(shè)置有第一控制閥，該氣體收集系統(tǒng)設(shè)置有第二控制閥，該氣體混合室進出氣口設(shè)置有第三控制閥，該氣體收集室出氣口設(shè)置有第四控制閥、進氣口設(shè)置有第五控制閥，該氣體收集室進水口設(shè)置有第六控制閥、該氣體混合室進出水口分別設(shè)置有第七控制閥和第八控制閥，該第一控制閥至該第四控制閥同時與一個第九控制閥相連，該第九控制閥與大氣相通，該第五控制閥同時與該煤層氣或頁巖氣樣品放置設(shè)備中的樣品罐相連，該第六控制閥同時與該水泵處理設(shè)備相連，該第七控制閥和第八控制閥同時也與該水泵處理設(shè)備相連；
[0010]另外，還包括控制設(shè)備，與該水泵處理設(shè)備、該真空處理設(shè)備相連，并分別與上述第一控制閥至第九控制閥以及與壓力傳感器、第一電極設(shè)備、第二電極設(shè)備和溫度傳感器設(shè)備相連，該控制設(shè)備具有檢測分析裝置和控制處理裝置，該檢測分析裝置根據(jù)壓力傳感器、第一電極設(shè)備和溫度傳感器設(shè)備的檢測結(jié)果進行分析確定該氣體收集室的壓力、液位高度和氣體溫度變化以及根據(jù)第二電極設(shè)備的檢測結(jié)果確定氣體混合室的液位高度變化，該控制處理裝置根據(jù)檢測分析裝置的分析結(jié)果，控制所述第一控制閥至第九控制閥中相應(yīng)的控制閥以及真空處理設(shè)備和水泵處理設(shè)備開啟或關(guān)閉以進行氣體收集室抽真空、氣體混合室注滿水以及氣體收集室收集氣體、氣體收集室收集的標準氣體轉(zhuǎn)移到氣體收集系統(tǒng)或?qū)怏w收集室收集的部分氣體轉(zhuǎn)移至氣體混合室以及將氣體混合室收集的標準氣體轉(zhuǎn)移到氣體收集系統(tǒng)。
[0011]其中，所述煤層氣或頁巖氣樣品放置設(shè)備中樣品罐與第五控制閥之間還具有氣體過濾器。
[0012]其中，所述第一控制閥至第九控制閥為電控閥或氣動閥。
[0013]其中，煤層氣或頁巖氣樣品放置設(shè)備為加熱器。
[0014]其中，真空處理設(shè)備包括:與第一控制閥相連的干燥塔，和與所述干燥塔相連的真空泵。
[0015]其中，水泵處理設(shè)備包括:與第六控制閥和第七控制閥相連的水泵設(shè)備以及與所述水泵設(shè)備相連的飽和鹽水。
[0016]相應(yīng)地，本發(fā)明一種實現(xiàn)煤層氣或頁巖氣自動真空脫氣的方法，其包括:
[0017]al、控制設(shè)備通過第一電極設(shè)備檢測氣體收集室內(nèi)是否有水，并在檢測結(jié)果為氣體收集室有水時控制將氣體收集室內(nèi)的水放空。
[0018]a2、控制設(shè)備控制開啟水泵、第七控制閥、第三控制閥、第九控制閥將氣體混合室內(nèi)注滿水后關(guān)閉；
[0019]a3、控制設(shè)備控制開啟第一控制閥、第四控制閥、真空泵，將氣體收集室內(nèi)真空度抽到設(shè)定值后，關(guān)閉第一控制閥、第四控制閥及真空泵；
[0020]a4、控制設(shè)備控制開啟第五控制閥進行氣體收集；
[0021]a5、控制設(shè)備通過壓力傳感器指定時間內(nèi)的變化值判定氣體解析是否完成；
[0022]a6、當氣體收集完成后，控制設(shè)備根據(jù)壓力傳感器檢測的壓力進行判斷，當壓力讀數(shù)低于設(shè)定壓力時，判定為該次氣體收集達到要求，記錄收集到的氣體體積，控制關(guān)閉第五控制閥，開啟水泵、第六控制閥、第四控制閥、第二控制閥進行氣體收集，水泵將飽和鹽水通過第六控制閥抽取到氣體收集室中，氣體收集室中收集到的氣體通過第四控制閥和第二控制閥轉(zhuǎn)移到氣體收集系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)移完成后關(guān)閉所有控制閥I?。
[0023]其中，步驟a6后還可包括:
[0024]a7、開啟第九控制閥與大氣相通，開啟第四控制閥和第六控制閥將氣體收集室內(nèi)的飽和鹽水全部排出后關(guān)閉所有控制閥門。
[0025]其中，步驟a6中根據(jù)壓力傳感器檢測的壓力，當控制設(shè)備判定壓力讀數(shù)高于設(shè)定壓力且收集未完成時，控制關(guān)閉第五控制閥，記錄氣體體積，然后開啟第八控制閥、第三控制閥、第四控制閥、第六控制閥和水泵，水泵將飽和鹽水抽到氣體收集室內(nèi)，氣體收集室內(nèi)收集到的氣體經(jīng)過第四控制閥和第三控制閥轉(zhuǎn)移到氣體混合室，氣體混合室的水通過第八控制閥相應(yīng)排出，最終將氣體收集室中收集到的氣體轉(zhuǎn)移到氣體混合室中；
[0026]然后控制設(shè)備控制開啟第一控制閥、第四控制閥、真空泵，重新將氣體收集室內(nèi)真空度抽到設(shè)定值后，關(guān)閉第一控制閥、第四控制閥及真空泵；
[0027]控制設(shè)備控制開啟第五控制閥繼續(xù)進行氣體收集，在收集完成后，記錄氣體體積，開啟第八控制閥、第三控制閥、第四控制閥、第六控制閥和水泵，將氣體收集室內(nèi)的氣體全部轉(zhuǎn)移到氣體混合室，然后關(guān)閉所有控制閥門和水泵；
[0028]控制設(shè)備控制開啟水泵、第七控制閥、第三控制閥、第二控制閥，將氣體混合室的氣體經(jīng)過第三控制閥、第二控制閥轉(zhuǎn)移到氣體收集系統(tǒng)。
[0029]其中，步驟a4之前還包括對設(shè)備進行檢漏，等待一定時間后若設(shè)備不漏氣，才將氣體收集室進氣口經(jīng)氣體過濾器與樣品罐連接。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0031]本發(fā)明的煤層氣或頁巖氣自動真空脫氣儀及相應(yīng)的真空脫氣方法，該真空脫氣儀包括:煤層氣或頁巖氣樣品放置設(shè)備、氣體收集室、氣體混合室、水泵處理設(shè)備、氣體收集系統(tǒng)、真空處理設(shè)備以及與該氣體收集室內(nèi)部連通的壓力傳感器、第一電極設(shè)備和溫度傳感器，與該氣體混合室內(nèi)部連通的第二電極設(shè)備；分別與上述煤層氣或頁巖氣樣品放置設(shè)備、氣體收集室、氣體混合室、水泵處理設(shè)備、氣體收集系統(tǒng)、真空處理設(shè)備相連的第一控制閥至第九控制閥，以及控制設(shè)備，控制所述第一控制閥至第九控制閥中相應(yīng)的控制閥以及真空處理設(shè)備和水泵處理設(shè)備開啟或關(guān)閉以進行氣體收集室抽真空、氣體混合室注滿水以及氣體收集室收集氣體、氣體收集室收集的標準氣體轉(zhuǎn)移到氣體收集系統(tǒng)或?qū)怏w收集室收集的部分氣體轉(zhuǎn)移至氣體混合室以及將氣體混合室收集的標準氣體轉(zhuǎn)移到氣體收集系統(tǒng)，從而可實現(xiàn)對煤層氣或頁巖氣的自動真空脫氣及氣體的自動收集、對煤層氣或頁巖氣樣品氣體解析是否完全的準確判斷，結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、提