[發明專利]二氧化碳與煤中有機質反應速率測試方法

在審

• 申請號: 202211454079.6
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN115753480A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 吉小峰;賀永亮;李全中;簡闊;李昊楠;王向陽;任洵杰;劉敏;王昱叡
• 申請（專利權）人: 太原科技大學
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00;G01N15/08;G01N33/00;G01N33/22
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

1.二氧化碳與煤中有機質反應速率測試方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

一、組裝一種二氧化碳與煤中有機質反應實驗裝置，該二氧化碳與煤中有機質反應實驗裝置包括氣體注入裝置、高壓反應釜和有機質測量裝置；

二、去除煤樣中礦物質后，將煤樣放入高壓反應釜；

三、設定高壓反應釜內部的溫度；

四、通過氣體注入裝置將二氧化碳注入高壓反應釜，直至設計反應壓力，使超臨界二氧化碳與煤樣中有機質反應；

五、反應一定時間t后，再將高壓反應釜中反應后的二氧化碳攜帶有機質注入到有機質測量裝置中，通過有機質測量裝置測得反應時間為t時超臨界二氧化碳對煤中有機質的溶蝕率；

六、采用相同質量的同種煤樣，將反應時間設計為2t，重復以上實驗步驟（二）-（五），測得反應時間為2t時的溶蝕率，計算求出單位時間t的溶蝕率；改變反應時間，重復實驗即可得到不同反應時間條件下單位時間t的溶蝕率，進而得出在該溫度壓力條件下二氧化碳與煤中有機質反應速率；

七、改變反應溫度、反應壓力和煤樣，重復實驗，得出不同反應條件下二氧化碳與煤中有機質反應速率。

2.根據權利要求1所述的二氧化碳與煤中有機質反應速率測試方法，其特征在于：該二氧化碳與煤中有機質反應實驗裝置還包括二氧化碳鋼瓶和計算機，二氧化碳鋼瓶的頂部出氣端通過氣體注入裝置與高壓反應釜的進氣端連接，高壓反應釜的出氣端與有機質測量裝置的進氣端連接，計算機分別與氣體注入裝置和有機質測量裝置信號連接。

3.根據權利要求2所述的二氧化碳與煤中有機質反應速率測試方法，其特征在于：氣體注入裝置包括第一注氣管和空氣壓縮機，第一注氣管的進氣端與二氧化碳鋼瓶的頂部出氣端連接，第一注氣管的出氣端與高壓反應釜的進氣端連接，第一注氣管上沿氣體流動方向依次設置有第一閥門、第一氣體壓力傳感器、注入泵、第二閥門和第二氣體壓力傳感器，空氣壓縮機與注入泵通過氣壓管路連接，空氣壓縮機提供壓縮動力給注入泵并控制注入泵工作，計算機分別與第一氣體壓力傳感器和第二氣體壓力傳感器信號連接。

4.根據權利要求3所述的二氧化碳與煤中有機質反應速率測試方法，其特征在于：高壓反應釜采用特制鋼材制成，高壓反應釜的釜體側壁設置有電加熱夾層，高壓反應釜的進氣端和出氣端的內端均設置有位于高壓反應釜內部的濾網，高壓反應釜的釜體外部設置有溫度控制器，溫度控制器與電加熱夾層信號連接，高壓反應釜的出氣端連接有第二注氣管。

5.根據權利要求4所述的二氧化碳與煤中有機質反應速率測試方法，其特征在于：有機質測量裝置包括玻璃罩、有機質收集瓶、電子秤和廢氣收集瓶，電子秤設置在玻璃罩內底部，有機質收集瓶固定支撐在電子秤的頂部，廢氣收集瓶設置在玻璃罩的外部，有機質收集瓶內中部上側設置有隔板，隔板將有機質收集瓶內腔上下分隔為兩個空腔，有機質收集瓶的內部下側空腔中裝有用于吸收有機質的吸收溶液，有機質收集瓶的內部上側空腔中填滿有用于吸收有機質的吸收材料，第二注氣管的下端豎直向下依次穿過玻璃罩的頂板、有機質收集瓶的瓶口、吸收材料和隔板后伸入到吸收溶液中，第二注氣管上沿氣體流動方向依次設置有第三閥門和單向閥，第二注氣管與玻璃罩的頂板之間密封接觸，第二注氣管與有機質收集瓶的瓶口和隔板之間均具有間隙，玻璃罩的頂板上設有排氣口，排氣口連接有排氣管，廢氣收集瓶內裝有氫氧化鈣溶液，排氣管的出氣端豎直向下穿過廢氣收集瓶的進氣端并伸入到氫氧化鈣溶液中，計算機與電子秤信號連接。

6.根據權利要求5所述的二氧化碳與煤中有機質反應速率測試方法，其特征在于：步驟（二）具體為：將煤樣酸化，去除煤樣中礦物質，酸化方法參考國標GB/T7560-2001，采用鹽酸-氫氟酸方法對煤樣進行酸化，再將酸化后的質量為m1的煤樣放入高壓反應釜中。

7.根據權利要求6所述的二氧化碳與煤中有機質反應速率測試方法，其特征在于：步驟（三）具體為：打開溫度控制器，啟動電加熱夾層，通過溫度控制器設定電加熱夾層的溫度，將高壓反應釜內部溫度設定在31.04℃以上。