专利名称：大煤样多元气体吸附解吸一体化实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及研究大煤样进行多元气体吸附解吸特性的实验台，具体是在前人研究煤样吸附解吸甲烷的基础上，对大煤样吸附解吸单一、两种或两种以上气体时，研究其吸附解吸特性的一体化实验台。适用于各大煤炭院校、矿山开采行业科研院所使用。
背景技术：
瓦斯是混合气而非单一甲烷气体，为了提高资源量估算、储层描述和产能预测的准确性，对煤吸附解吸多组分气体特性的研究也越来越受到国内外学者的重视。处于中试 阶段的注入CO2或N2提高煤层气采收率技术的理论基础也是多组分吸附解吸，这些都促使多组分吸附解吸技术和理论逐渐成为煤层气基础理论研究的新焦点。通过煤层气多组分吸附解吸的研究，可以提高煤层气资源量估算和产能预测的准确性，为煤层瓦斯抽采、煤层气开发提供可靠的基础数据及技术支持，因此在这个领域需要开展更细致、深入的研究。目前使用的混合气体吸附装置，缺少了混合气体解吸环节，无法实现煤体对多组分气体吸附解吸特性的一体化实验研究。又因为目前吸附解吸实验装置，其功能实现主要着眼于对单一气体吸附解吸特性的实验研究。同时各吸附解吸实验装置、实验台实验煤样量较少，大大限制了实验条件，使得由实验得出的结果与现场条件下的实际规律存在差异。
发明内容为了研究大煤样对多元气体的吸附解吸特性，本实用新型提供一种大煤样多元气体吸附解吸一体化实验装置。本实用新型采用如下技术方案实现一种大煤样多元气体吸附解吸一体化实验装置，包括充气系统、吸附系统、脱气系统、恒温系统、测量计量和气体成分分析系统，充气系统由高压气瓶I (I)、高压气瓶II (2)、混合气罐(3)、气体控制阀(5)、压力传感器(6)和压力表(4)组成；吸附系统由煤样罐(7)、压力传感器和压力表组成；脱气系统由真空泵(14)、复合真空计(15)、气体控制阀组成；恒温系统由水浴温度计(8)、恒温水浴(9)、水浴温度控制器(10)及超级恒温计(11)组成；测量系统由压力表(4)、压力传感器(6)、流量计(12)和集气瓶(13)组成；气体成分分析系统由集气瓶(13)和气相色谱仪(17)组成，高压气瓶I
(I)和高压气瓶I I (2)分别经过气体控制阀(5)与混合气罐(3)相连，混合气罐(3)与煤样罐(7)相连，煤样罐(7)分别与真空泵(14)、复合真空计(15)和流量计(12)、集气瓶(13)相连，集气瓶(13)与气相色谱仪(17)相连，煤样罐(7)外设有恒温水浴(9)，恒温水浴(9)上设有水浴温度计(8 )和水浴温度控制器(10 )，恒温水浴(9 )与超级恒温计(11)连接。本实用新型建立了一整套的大煤样多元气体吸附解吸一体化实验台，以此来实现多元气体吸附解吸一体化实验研究。本实用新型可人为的控制和改变实验条件，从而可对不同气体浓度比、体积比、不同气体组分及变温、变粒径、不同含水量煤样、混合煤样条件下大煤样吸附解吸特性的规律进行实验研究。实验效果清楚直观，实验周期短、见效快，可为进一步研究煤吸附解吸特性提供便利。
图I为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
—种大煤样多元气体吸附解吸实验装置，包括充气系统、吸附系统、脱气系统、恒温系统及测量计量系统及气体成分分析系统。充气系统由高压气瓶1(1)、高压气瓶11(2)、混合气瓶(3)、气体控制阀(5)、压力传感器(6)和压力表(4)组成；吸附系统由煤样罐(7)、压力传感器和压力表组成；脱气系统由真空泵(14)、气体控制阀组成；恒温系统由水浴温度计(8)、恒温水浴(9)、水浴温度控制器(10)和超级恒温计(11)组成；测量计量系统由压力表、压力传感器、流量计(12)及集气瓶(13)组成；气体成分分析系统由集气瓶(13)和气相色谱仪(17)组成。高压气瓶I (I)和高压气瓶II (2)分别经过气体控制阀(5)与混合气罐(3 )相连，混合气罐(3 )与煤样罐(7 )相连，煤样罐(7 )分别与真空泵(14)、复合真空计
(15)和流量计(12)、集气瓶(13)相连，集气瓶(13)与气相色谱仪(17)相连，煤样罐(7)外设有恒温水浴(9)，恒温水浴(9)上设有水浴温度计(8)和水浴温度控制器(10)，恒温水浴
(9)与超级恒温计(11)连接。本实用新型操作过程如下实验开始前，将高压气瓶I (I)、高压气瓶II (2)、混合气瓶(3 )、煤样罐(7 )、气体控制阀(5 )、流量计(12 )、集气瓶(13 )和气相色谱仪通过铜管
(16)连接起来，将真空泵(14)及复合真空计(15)与煤样罐7连接。在各测量部位安装压力表(4)、压力传感器(6)，如图I所示。将实验所需的各单一气体按一定的压力比充入混合气瓶(3)中，将其静置48小时以上。待气体完全混合后打开与吸附系统连接的气体控制阀，将其充入煤样罐7内，实验煤样开始吸附气体，当煤样吸附平衡后，对煤样罐7内游离态气体成分利用气相色谱仪17采样，并进行分析，而后调节相应的气体控制阀，进行解吸实验。解吸气体量由流量计12及集气瓶13测得，从而实现大煤样吸附解吸多元气体一体化。煤样吸附解吸多元气体后，每个压力等级条件下对集气瓶13内的气体进行提取。然后，利用气体色谱分析仪17对采集到的气体进行分析，对分析结果进行总结，从而揭示出煤吸附解吸瓦斯的特性及变温、变粒径条件下煤吸附解吸瓦斯的规律。
权利要求1.一种大煤样多元气体吸附解吸一体化实验装置，包括充气系统、吸附系统、脱气系统、恒温系统、测量计量和气体成分分析系统，其特征在于充气系统由高压气瓶I (I)、高压气瓶II (2)、混合气罐(3)、气体控制阀(5)、压力传感器(6)和压力表(4)组成；吸附系统由煤样罐(7)、压力传感器和压力表组成；脱气系统由真空泵(14)、气体控制阀及真空计组成；恒温系统由水浴温度计(8)、恒温水浴(9)、水浴温度控制器(10)及超级恒温计(11)组成；测量系统由压力表(4)、压力传感器(6)、流量计(12)和集气瓶(13)组成；气体成分分析系统由集气瓶(13)和气相色谱仪(17)组成，高压气瓶I (I)和高压气瓶II (2)分别经过气体控制阀(5)与混合气罐(3)相连，混合气罐(3)与煤样罐(7)相连，煤样罐(7)分别与真空泵(14)、复合真空计(15)和流量计(12)、集气瓶(13)相连，集气瓶(13)与气相色谱仪(17)相连，煤样罐(7)外设有恒温水浴(9)，恒温水浴(9)上设有水浴温度计(8)和水浴温度控制器(10 )，恒温水浴(9 )与超级恒温计(11)连接。
专利摘要本实用新型涉及大煤样多元气体吸附解吸一体化实验装置，包括充气系统、吸附系统、脱气系统、恒温系统、测量系统和气体成分分析系统。高压气瓶I和高压气瓶II与混合气罐相连，混合气罐与煤样罐相连，煤样罐分别与真空泵和流量计、集气瓶相连，集气瓶与气相色谱仪相连，煤样罐外设有恒温水浴。混合气体的成分可由各气瓶按相应压力比充入调节。对于解吸出的气体，利用气相色谱仪对其成分进行分析，从而实现了大煤样吸附解吸多元气体一体化。本实用新型可人为的控制和改变实验条件，从而可确定不同气体浓度比、不同气体组分条件下煤体吸附解吸特性的规律，实验效果清楚直观，实验周期短、见效快，可为进一步研究煤吸附解吸特性提供便利。
文档编号G01N30/02GK202562897SQ20122024549
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者林海飞, 李树刚, 成连华, 潘红宇, 赵鹏翔, 李志梁, 李莉, 黄金星, 王红胜, 肖鹏, 任海峰, 张天军, 刘超, 徐刚, 索亮 申请人:西安科技大学