[發明專利]一種改變氣體密度的等溫吸附裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 201910263358.6
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN109870400A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 李波波;陳帥;張堯;王斌;高政
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

1.一種改變氣體密度的等溫吸附裝置，它包括：混合氣體供給系統，其特征在于：所述混合氣體供給系統與氣體混合裝置（7）通過管路連接；氣體混合裝置（7）與測氣體密度混合箱（11）通過管路連接；測氣體密度混合箱（11）與氣體吸附系統通過管路連接；氣體吸附系統與壓力加載系統通過管路連接；所述測氣體密度混合箱（11）內安裝有氣體密度傳感器（12），氣體密度傳感器通過導線與顯示器（13）連接。

2.根據權利要求1所述的一種改變氣體密度的等溫吸附裝置，其特征在于：所述混合氣體供給系統包括第一儲氣罐（1）和第二儲氣罐（4）；第一儲氣罐（1）與氣體混合裝置（7）連接的管路上依次安裝有第一開關閥（2）和第一壓力表（3）；第二儲氣罐（4）與氣體混合裝置（7）連接的管路上依次安裝有第二開關閥（5）和第二壓力表（6）。

3.根據權利要求1所述的一種改變氣體密度的等溫吸附裝置，其特征在于：氣體混合裝置（7）與測氣體密度混合箱（11）連接的管路上依次安裝有增壓泵（8）、真空泵（9）和第五開關閥（10）。

4.根據權利要求1所述的一種改變氣體密度的等溫吸附裝置，其特征在于：氣體吸附系統包括參考室（15）和吸附室（18），參考室（15）和吸附室（18）通過管路連接；連接管路上安裝有第七開關閥（17）；在參考室（15）進氣管路上安裝有第六開關閥（14）和第三壓力表（16）；吸附室（18）外置有水浴恒溫系統（19）。

5.根據權利要求1所述的一種改變氣體密度的等溫吸附裝置，其特征在于：壓力加載系統包括軸壓泵（20）和圍壓泵（21）；軸壓泵（20）和圍壓泵（21）分別與氣體吸附系統的吸附室（18）連接。

6.一種改變氣體密度的等溫吸附裝置的試驗方法，其特征在于：它包括：

步驟1、首先將原煤試樣放入吸附室中，打開真空泵對實驗裝置進行脫真空處理；

步驟2、將吸附室和參考室放入設置好溫度的水浴恒溫系統中，并同時對吸附室施加恒定軸壓和圍壓；

步驟3、先打開裝有氦氣的第一儲氣罐，關閉第七開關閥，打開第四開關閥、第三開關閥和第五開關閥，使密度達到實驗設定值后，將第六開關閥打開，將氣體通入參考室，測定壓力后打開第七開關閥，使氣體通入吸附室中，測定體積變化；

步驟4、數值記錄完畢后，將氦氣處理干凈，更改煤樣試件，打開第二開關閥、第三開關閥和第四開關閥，通入甲烷，使氦氣與甲烷混合，之后通過密度儀測定密度達到實驗設定值后打開第六開關閥使甲烷和氦氣混合氣體進入參考室，測定壓力，待讀數穩定后打開第七開關閥使氣體進入吸附室，甲烷和氦氣混合氣體開始吸附在原煤孔隙表面，測定其自由空間體積；

步驟5、最終建立一個動態吸附平衡狀態，測定該狀態下混合氣體的的壓力和體積，根據混合氣體的起始體積和最終體積的差值計算出在給定壓力下被吸附的氣體體積。