[發(fā)明專利]一種煤巖解吸附分析實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210359326.4
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN102841192A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設計）人: 伊向藝;盧淵;張浩;張哨楠;邱小龍;周珺;管保山;梁莉;劉萍
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發(fā)明屬于煤巖分析領域，涉及煤巖解吸附，尤其是一種煤巖解吸附分析實驗裝置。

背景技術

地層下的煤巖除了自由氣外，還含有吸附氣，該吸附氣含在煤巖顆粒中。通過檢測煤巖顆粒的吸附氣量及逸氣速度，可實現(xiàn)采集并利用該能源。由于煤巖顆粒在底層下基本上以飽和的形式存在，但不同粒徑的煤巖顆粒在不同壓力條件下的解吸速率和解吸量不同，而且，不同液體對煤巖顆粒的解吸率和解吸量也不同；此外，還涉及到煤氣飽和和干煤樣的排液解吸率和解吸量。因此，對煤巖顆粒進行解吸附分析是十分重要的。

目前，對煤巖解吸分析的裝置的設計環(huán)境與煤巖顆粒在地層下的環(huán)境相差較多，因此無法仿真模擬地層下的真正煤巖顆粒存在狀態(tài)，導致煤巖顆粒的解吸附數(shù)據(jù)偏差較大，無法定量分析煤巖顆粒吸附氣的逸氣速度及解吸量，阻礙了科學采集煤巖吸附氣的進展。

通過檢索，發(fā)現(xiàn)如下與本專利申請相關的公開專利文獻：

一種受載煤巖恒壓瓦斯吸附解吸試驗系統(tǒng)和方法（CN102419295A），包括重力恒氣壓裝置、真空泵、高壓瓦斯氣瓶、恒壓瓦斯罐、樣品罐、重力恒液壓裝置和手搖泵。能夠對煤試樣在不同的外部加載壓力和不同的瓦斯氣壓下進行以下瓦斯吸附和解吸試驗：1)研究在不同載荷作用下，由于煤巖破壞而引起的吸附特性變化，研究吸附常數(shù)、吸附量等隨載荷變化規(guī)律；2)研究不同承載狀況下的含瓦斯煤巖的瓦斯解吸過程；3)研究不同粒度的煤巖在恒定瓦斯壓力環(huán)境中的吸附過程及吸附常數(shù)；4)研究不同粒度的含瓦斯煤巖在不同的大氣壓力環(huán)境中瓦斯解吸過程和規(guī)律；5)研究含瓦斯煤巖在瓦斯吸附和解析過程中的蠕變力學性質。

通過技術分析，上述專利主要解決如下幾方面的問題：1、煤巖受載時的吸附與解吸，2、了解煤在受外載及不同甲烷壓力下的吸附常數(shù)，3、解吸只考慮不同大氣壓環(huán)境下的總量。并不能解決中間過程的解吸量與解吸速率關系以及有液體作用下的解吸過程。另外不考慮溫度的影響，因此，與本專利申請有較大不同。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種煤巖解吸附分析實驗裝置，該裝置可仿真模擬地層下的煤巖顆粒的實際存在狀態(tài)，為科學分析煤巖顆粒所含吸附氣的吸附量及解吸速度奠定基礎。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種煤巖解吸附分析實驗裝置，在主管路上分別連接甲烷氣罐、平流泵、解吸反應容器、恒溫水浴器、測量容器、氮氣罐，其中甲烷氣罐通過一截止閥門與主管路連通，測量容器側邊還設置有一精密電子天平，氮氣罐通過截止閥門與主管路連通，其特征在于：在測量容器前端的主管路上通過截止閥門還安裝一回壓閥，氮氣罐通過截止閥門與回壓閥連通。

而且，所述解吸反應容器的包括循環(huán)水套、濾網(wǎng)、磁力攪拌器，循環(huán)水套與恒溫水浴器連通，在循環(huán)水套中部固裝兩層濾網(wǎng)，在兩層濾網(wǎng)中間放置待測煤巖顆粒，上層濾網(wǎng)上方的循環(huán)水套空間形成解吸反應室，下層濾網(wǎng)下方的循環(huán)水套空間安裝磁力攪拌器，磁力攪拌器下方的循環(huán)水套通過管路與主管路連通。

而且，在回壓閥前端的主管路上還設置有分管路，在該分管路上安裝一放空閥門。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為：

1、本裝置將煤巖顆粒樣品置放在不同溫度、不同壓力、不同轉速循環(huán)水的狀態(tài)下，該溫度模仿地層下煤巖顆粒的溫度，該壓力模仿煤巖顆粒在地層下的壓力狀態(tài)，該循環(huán)水的剪切力模擬煤巖顆粒在地層下的工作液沖擊狀態(tài)，由此在實驗室內即形成一個仿真的煤巖顆粒形態(tài)，以分析液體影響下煤巖顆粒中甲烷的解吸規(guī)律分析，以及在不同氣壓、液體環(huán)境下煤巖顆粒中甲烷的解量與解吸速率，所采集的數(shù)據(jù)具有較高的精確性。

2、本裝置在逸氣管道上設置有一回壓閥，通過該回壓閥可以模仿在不同壓力條件下煤巖顆粒吸附氣的解吸量，有效完成不同粒徑的煤巖顆粒在不同壓力條件下的解吸速率和解吸量、不同液體對煤巖顆粒的解吸率和解吸量以及煤氣飽和和干煤樣的排液解吸率和解吸量，以定量分析計算煤巖顆粒所含吸附氣（甲烷）的衰減規(guī)律及逸氣速度、解吸量，為科學分析煤巖顆粒所含吸附氣的吸附量及解吸速度奠定基礎。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)連接結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的解吸反應容器的結構剖視放大圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發(fā)明實施例做進一步說明；下述實施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實施例來限定本發(fā)明的保護范圍。