一种高温高压吸附解吸装置及其使用方法

摘要

本发明公开了一种高温高压吸附解吸装置及其使用方法，用于研究高压条件下，不同压力时，岩样(煤样)对甲烷或混合气体的吸附状况，以及存在不同气量驱替气体时吸附气的解吸状况。该装置包括供气系统，体系抽真空及吹扫系统，气体吸附及升降系统，温度控制系统和数据采集处理系统。本发明的装置结构简单，实验过程全自动，操作安全、便捷；吸附达饱和或者吸附解吸达平衡后，取样器处气动阀自动关闭，实时收集气体样品，进行气象色谱分析；计算机采集实验数据，减小人为操作误差；本发明的方法提供了气体吸附量及吸附气体同位素值的详细计算过程。

主权项

一种高温高压吸附解析装置，其特征在于，其包括供气系统，体系抽真空及吹扫系统，气体吸附及升降系统，温度控制系统和数据采集处理系统；其具体的技术方案为：1)所述供气系统包括高压氦气瓶，高压天然气瓶，气体增压泵，空气静音压缩机，高压缓冲罐；其具体结构为：高压氦气瓶瓶口管线上依次安装调压阀I(1‑1)、气动阀I(2‑1)，经单向阀I(3‑1)与三通气动阀I(4‑1)的a接口相连；装有甲烷气或者混合气体的高压天然气瓶瓶口管线上依次安装调压阀II(1‑2)、气动阀II(2‑2)，经单向阀II(3‑2)与三通气动阀I(4‑1)的c接口相连；三通气动阀I(4‑1)的b接口连接过滤器III(10‑3)、气体增压泵I(8‑1)和高压缓冲罐I(9‑1)，高压缓冲罐I(9‑1)上安装有压力表III(11‑3)，与高压缓冲罐I(9‑1)相连管线上安装有调压阀VII(1‑7)、微调阀I(5‑1)和压力传感器II(6‑2)，经单向阀IV(3‑4)分为两个分支；装有驱替气体CO₂或N₂的高压天然气瓶瓶口管线上依次安装调压阀III(1‑3)、气动阀III(2‑3)，经单向阀III(3‑3)连接过滤器I(10‑1)、气体增压泵II(8‑2)和高压缓冲罐II(9‑2)，高压缓冲罐II(9‑2)上安装有压力表I(11‑1)，与高压缓冲罐II(9‑2)相连管线上安装有调压阀VIII(1‑8)、微调阀II(5‑2)和压力传感器III(6‑3)，经单向阀V(3‑5)后管线与单向阀IV(3‑4)后管线的一个分支以及三通气动阀III(4‑3)的a接口管线相通；空气静音压缩机I(17‑1)连接过滤器II(10‑2)和调压阀IV(1‑4)之后管线分支为三个，第一个分支管线安装有压力表II(11‑2)，经阀门III(7‑3)与气体增压泵I(8‑1)相连，第二个分支管线经阀门IV(7‑4)与气体增压泵II(8‑2)相连，第三个分支管线安装有调压阀V(1‑5)，经阀门V(7‑5)后管线与单向阀V(3‑5)后管线、单向阀IV(3‑4)后管线的一个分支以及三通气动阀III(4‑3)的a接口管线相通；2)所述体系抽真空及吹扫系统包括真空泵、真空容器和收集容器；其具体结构为：真空泵I(14‑1)上连接干燥器I(16‑1)，经阀门II(7‑2)后管线分支一端与收集容器I(18‑1)相连，一端与真空容器I(13‑1)相连，收集容器I(18‑1)上安装有阀门I(7‑1)，真空容器I(13‑1)上设有真空表I(12‑1)；真空容器I(13‑1)管线上安装有压力传感器I(6‑1)和调压阀VI(1‑6)，经气动阀IV(2‑4)与单向阀IV(3‑4)后管线的另一个分支以及三通气动阀II(4‑2)的a接口管线相通；3)所述气体吸附及升降系统包括参考腔、样品腔、取样器、收集瓶和气缸、电磁阀直线导轨；其具体结构为：参考腔I安装有压力传感器IV(6‑4)和阀门VI(7‑6)，进出口管线与三通气动阀II(4‑2)的b接口相连，取样器通过气动阀VII(2‑7)与参考腔I相连，收集瓶通过阀门X(7‑10)连接在取样器上；样品腔I上安装有安全阀II(15‑2)，进出口管线连接过滤器IV(10‑4)与阀门VII(7‑7)、压力传感器V(6‑5)，分别通过单向阀VI(3‑6)和气动阀V(2‑5)两个管线分支与三通气动阀II(4‑2)的c接口相连，五个取样器分别通过气动阀(2‑8～2‑12)与样品腔I相连接，五个收集瓶通过阀门分别连接在五个取样器上；参考腔II安装有压力传感器VI(6‑6)和阀门VIII(7‑8)，进出口管线与三通气动阀III(4‑3)的b接口相连，取样器通过气动阀XIII(2‑13)与参考腔II相连，收集瓶通过阀门XI(7‑11)连接在取样器上；样品腔II上安装有安全阀I(15‑1)，进出口管线连接过滤器V(10‑5)与阀门IX(7‑9)、压力传感器VII(6‑7)，分别通过单向阀VII(3‑7)和气动阀VI(2‑6)两个管线分支与三通气动阀III(4‑3)的c接口相连，五个取样器分别通过气动阀(2‑14～2‑18)与样品腔II相连接，五个收集瓶通过阀门分别连接在五个取样器上；所述气缸和电磁阀直线导轨用于带动参考腔和样品腔在油浴中的升降；4)所述温度控制系统为恒温油槽，以硅油为介质；5)所述数据采集处理系统包括MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCI数据采集板，通过串口连接温控仪，软件在windows2000/XP环境下运行，采用VB编程。