高溫高壓等溫吸附系統(tǒng)

                     一、原理

本裝置采用高壓容量法測定頁巖、煤巖中氣體吸附量。

頁巖、煤巖中大量的微孔內(nèi)表面具有表面能，當(dāng)氣體與內(nèi)表面接觸時，分子的作用力使甲烷或其他多種氣體分子在表面上發(fā)生濃集，稱為吸附。氣體分子濃集的數(shù)量漸趨增多，為吸附過程；氣體分子往復(fù)返回自由狀態(tài)的氣相中，表面上氣體分子數(shù)量漸趨減少，為脫附過程。表面上氣體分子維持一定數(shù)量，吸附速率和脫附速率相等時，為吸附平衡。

二、測定方法

高壓容量法測定頁巖、煤巖的氣體吸附量的方法是：將處理好的干燥煤樣，裝入吸附罐，真空脫氣，測定吸附罐的剩余體積，向吸附罐中充入或放出一定體積氣體，使吸附罐內(nèi)壓力達(dá)到平衡，部分氣體被吸附，部分氣體仍以游離狀態(tài)處于剩余體積之中，已知充入(放出)的氣體體積，扣除剩余體積的游離體積，即為吸附體積。重復(fù)這樣的測定，得到各壓力段平衡壓力與吸附體積量，連接起來即為吸附等溫線。當(dāng)壓力由低向高采取充入氣體方式測試時，得到吸附等溫線；反之，壓力由高向低采取放出氣體方式測試時，得到解吸等溫線。吸附和解吸等溫線在高壓狀態(tài)下是可逆的，測定二者之一，在應(yīng)用上是等效的。 

三、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

本設(shè)備遵循的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)主要包括但不僅僅限于以下所列范圍：

1） GB50183-2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

2） AQ2012-2007《石油天然氣安全規(guī)程》

3） GB/T19560-2008 《煤的高壓等溫吸附試驗(yàn)方法》

4） TSG R0004-2009 《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》

5） JB/T4708-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》

6） JB4730-2005《壓力容器無損檢測》

7） GB 4208 《外殼防護(hù)等級（IP 代碼）》

8） GB 50093《自動化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》

9） GB150-2011 《鋼制壓力容器》

10） GB/T 1227-2202 《精密壓力表》

11） GB/T 15478-1995 《壓力傳感器性能實(shí)驗(yàn)方法》

設(shè)備制造、檢驗(yàn)及交貨條件，不僅要遵守上述列出的規(guī)范要求內(nèi)容，同時也要遵守上述規(guī)范引用規(guī)范的要求，特別是其中的強(qiáng)制性條款。其它未列出的與本設(shè)備有關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，供貨商有義務(wù)主動向用戶提供。所有規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)均應(yīng)為項(xiàng)目采購時的有效版本。如有規(guī)范被新規(guī)范所替代，應(yīng)采用新規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。

                           四、總體要求

高溫高壓等溫吸附系統(tǒng)主要用于高溫高壓條件下氣體吸附、解吸性質(zhì)的測定，測量精確，穩(wěn)定性好。

五、技術(shù)指標(biāo)

1、主要功能：

吸/脫附等溫線測定、吸/脫附速率測定；

空白體積及標(biāo)準(zhǔn)體積的標(biāo)定、孔隙體積的測量；

2、測試溫度范圍：室溫～400℃，控溫精度±0.5℃；

3、測試壓力范圍：負(fù)壓～40MPa；

4、壓力傳感器：進(jìn)口品牌，精度0.075%FS；

5、氣體增壓泵：進(jìn)口品牌，驅(qū)動壓力不大于0.6MPa，增壓比1：100；

6、數(shù)據(jù)精度：重復(fù)性誤差小于±1%；

7、裝置密封性要求：裝置在35MPa下放置10小時，壓力降低值不超過5%；

8、適用氣體：甲烷、二氧化碳、氫氣、氮?dú)猓?/span>

9、測量室體積：不小于30mL；

10、安全控制：可顯示實(shí)驗(yàn)步驟測試壓力和壓力警告，避免因誤操作造成高壓泄露及氣體泄露引起的危險(xiǎn)；

11、操作軟件：適用于Microsoft® Windows 7及以上版本操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)一體化實(shí)驗(yàn)測試和數(shù)據(jù)分析；

12、軟件功能：吸附等溫線分析、氣體吸附和脫附速率分析；

六、技術(shù)特色

1、能在苛刻條件下（400℃，40Mpa）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：選用高溫熔體壓力變送器壓力變送器測量充氣罐、吸附罐壓力，在550℃的介質(zhì)溫度下性能穩(wěn)定可靠，準(zhǔn)確度高，動態(tài)性能好，溫漂系數(shù)小。

2、4個缸獨(dú)立操作：可同時進(jìn)行四組實(shí)驗(yàn)。

   1組：400℃，40MPa

   3組：200℃，40MPa

3、體積誤差非常小：采用耐高溫合金GH4169，此類合金具有很好的耐熱性能和耐膨脹性能，可有效減少高溫高壓時缸體的體積變化。

4、一次充氣就能完成多個壓力點(diǎn)的測試：由于采用氣體增壓系統(tǒng)，可向參考缸注入高壓氣體，然后一點(diǎn)一點(diǎn)往吸附罐充氣，就能測量不同壓力條件下的吸附脫附實(shí)驗(yàn)。

5、能夠精確控溫和保溫：采用油浴控制整個實(shí)驗(yàn)過程中的溫度，使實(shí)驗(yàn)溫度控制在±0.1℃范圍內(nèi)。

6、實(shí)現(xiàn)對危害氣體的檢測和安全報(bào)警。

7、采用分子泵提高系統(tǒng)的真空度，保證實(shí)驗(yàn)氣體的純度，提高實(shí)驗(yàn)精度。