一种确定含重烃煤不同组分配比的气体吸附量的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种确定含重烃煤不同组分配比的气体吸附量的实验装置，包括自动配气装置、储存罐、气相色谱仪、自动气体采集装置、真空泵、煤样罐、恒温箱、三通阀门、四通阀门，连接组成一个完整的实验装置，将制备好的煤粉实验样品放置于煤样罐中，利用该实验装置分别测出CH

【技术实现步骤摘要】
一种确定含重烃煤不同组分配比的气体吸附量的实验装置
本技术涉及煤矿安全开采领域，特别是涉及一种确定含重烃煤不同组分配比的气体吸附量的实验装置。
技术介绍
煤层气属于非常规天然气，主要以吸附状态赋存与煤层中。煤层气是一种新型洁净能源，开采这种能源对保护人类的生存环境、解决煤炭开采安全问题、实施可持续发展等都具有十分重要的意义。中国煤层气资源储量丰富，据2006年煤层气资源评价结果，我国埋深2000m以浅煤层气资源量为36.8×1012m3，位居世界第二位。煤层气的主要组分是CH4，次要组分含有CO2、N2和重烃(C2+)等，煤除了可以吸附CH4外，还能吸附CO2、N2、C2H6、C3H8等气体。中国煤层气组分多以干气为主，但盘江、鄂东、攀枝花等中阶煤地区出现湿气，煤层气成分异常，重烃浓度达到5％-43％。煤层中重烃类气体组分的含量由高到低依次为：C2H6、C3H8、C4H10，其中C2H6组分占到重烃气体的90％以上。因此采用纯甲烷气体进行煤的等温吸附解吸实验，所获得的煤储层的吸附解吸特性不能真正代表煤储层的真实情况。如果据此来判断煤层气资源量、煤储层特性参数和评价煤层气产能时，势必会影响煤层气开发。目前，实验室主要用单一组分的吸附装置进行甲烷吸附量的测试，对于含重烃煤层气等温吸附特性未见报道，因此，提出一种针对含重烃煤层的实验室测试气体吸附量的方法十分有必要。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种确定含重烃煤不同组分配比的气体吸附量的实验装置，能够在实验室中快速的测定出含重烃煤样不同组分配比的气体吸附量，能够完善和丰富多元气体吸附解吸理论，深入了解煤层气储集机理，评价煤层气开发潜力，促进储层模拟研究。为解决上述技术问题，本技术提供了一种确定含重烃煤不同组分配比的气体吸附量的实验装置，包括自动配气装置、储存罐、气相色谱仪、自动气体采集装置、真空泵、煤样罐、恒温箱、三通阀门、四通阀门，自动配气装置与储存罐通过第一连接管相连通，储存罐与三通阀门通过第二连接管相连通，三通阀门与真空泵通过第三连接管相连通，三通阀门与四通阀门通过第四连接管相连通，四通阀门与气相色谱仪通过第五连接管相连通，四通阀门与自动气体采集装置通过第六连接管相连通，四通阀门与煤样罐通过第七连接管相连通，其中第一连接管上设有第一高压阀门，第四连接管上设有第二高压阀门，第五连接管上设有第三高压阀门，第六连接管上设有第四高压阀门，第七连接管上设有第五高压阀门，所述煤样罐位于恒温箱中。所述第三连接管上设有真空计。所述煤样罐上连接有压力表。本技术与现有技术相比具有以下有益效果：本技术的实验装置和实验方法能够在实验室中快速的测定出含重烃煤样不同组分配比的气体吸附量，完善和丰富多元气体吸附解吸理论，深入了解煤层气储集机理，评价煤层气开发潜力，促进储层模拟研究。附图说明图1是本技术实验装置的结构示意图；图2是本技术实施方式实验样品的实验结果曲线图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图对本技术实施方式作进一步详细描述。如图1所示，本技术提供了一种确定含重烃煤不同组分配比的气体吸附量的实验装置，包括自动配气装置1、储存罐2、气相色谱仪3、自动气体采集装置4、真空泵5、煤样罐6、恒温箱7、三通阀门8、四通阀门9，自动配气装置1与储存罐2通过第一连接管10相连通，储存罐2与三通阀门8通过第二连接管11相连通，三通阀门8与真空泵5通过第三连接管12相连通，三通阀门8与四通阀门9通过第四连接管13相连通，四通阀门9与气相色谱仪3通过第五连接管14相连通，四通阀门9与自动气体采集装置4通过第六连接管15相连通，四通阀门9与煤样罐6通过第七连接管16相连通，其中第一连接管10上设有第一高压阀门17，第四连接管13上设有第二高压阀门18，第五连接管14上设有第三高压阀门19，第六连接管15上设有第四高压阀门20，第七连接管16上设有第五高压阀门21，所述煤样罐6位于恒温箱7中。所述第三连接管12上设有真空计22，便于显示整个实验装置内的真空气压压强。所述煤样罐6上连接有压力表23，便于显示煤样罐内的气体气压压强。使用时，按照以下步骤操作即可：第一步：首先将从现场采集的煤样进行粉碎和筛分，制成煤粉粒度为0.17mm～0.25mm的实验样品，然后将煤粉实验样品进行平衡水分处理，称取100g实验样品装入煤样罐6中，并进行密封处理，最后将密封好的煤样罐6放置于恒温箱7中。第二步：检查实验装置的气密性，确认实验装置没有漏气情况后，打开第一高压阀门17、第二高压阀门18、第三高压阀门19、第四高压阀门20、第五高压阀门21，打开真空泵5对整个装置进行抽真空处理，当真空计22显示的真空度低于10Pa时，停止抽真空。第三步：将恒温箱7的温度设定为20℃，打开第一高压阀门17、第二高压阀门18、第四高压阀门20、第五高压阀门21，关闭第三高压阀门19，利用自动配气装置1分别将纯气体CH4和纯气体C2H6充入煤样罐6中，并且通过煤样罐6上的压力表23观察煤样罐6内气体的吸附压力，并达到所要求的不同吸附平衡压力，本实施例中其吸附平衡压力分别设定为1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、9MPa，通过储存罐2和自动气体采集装置4分别测出纯气体CH4和纯气体C2H6各自的吸附量，利用Langmuir模型得到CH4的Langmuir体积和Langmuir压力及C2H6的Langmuir体积和Langmuir压力。第四步：利用自动配气装置1将CH4的体积摩尔分数与C2H6的体积摩尔分数分成四种不同的组分配比，将恒温箱7的温度设定为20℃，然后打开第一高压阀门17、第二高压阀门18、第四高压阀门20、第五高压阀门21，关闭第三高压阀门19，进行等温吸附实验，本实施例中将CH4的体积摩尔分数与C2H6的体积摩尔分数分配比分成95％:5％、80％:20％、60％:40％、50％:50％。当CH4的体积摩尔分数和C2H6的体积摩尔分数分配比是95％:5％时，当煤样罐6内的实验样品吸附平衡以后，达到不同的吸附平衡压力情况下，本实施例中吸附平衡压力分别设定为0.54MPa、1.76MPa、2.95MPa、4.59MPa、6.72MPa、8.15MPa。关闭第一高压阀门17、第二高压阀门18、第四高压阀门20，打开第三高压阀门19、第五高压阀门21，利用气相色谱仪3测定二元混合气体的游离相摩尔分数，然后关闭第一高压阀门17、第二高压阀门18、第三高压阀门19，打开第四高压阀门20、第五高压阀门21，通过储存罐2和自动气体采集装置4测出不同CH4的体积摩尔分数和C2H6的体积摩尔分数分配比总的吸附量。同样的操作过程，当CH4的体积摩尔分数和C2H6的体积摩尔分数分配比是80％:20％，吸附平衡压力分别设定为0.61MPa、1.64MPa、2.85MPa、4.64MPa、6.83MPa、8.03MPa时，测出不同CH4的体积摩尔分数和C2H6的体积摩尔分数分配比总的吸附量。当CH4的体积摩尔分数和C2H6的体积摩尔分数分配比是60％:40％，吸附平衡压力分别设定为0.59MPa、1.72M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定含重烃煤不同组分配比的气体吸附量的实验装置，其特征在于：包括自动配气装置、储存罐、气相色谱仪、自动气体采集装置、真空泵、煤样罐、恒温箱、三通阀门、四通阀门，自动配气装置与储存罐通过第一连接管相连通，储存罐与三通阀门通过第二连接管相连通，三通阀门与真空泵通过第三连接管相连通，三通阀门与四通阀门通过第四连接管相连通，四通阀门与气相色谱仪通过第五连接管相连通，四通阀门与自动气体采集装置通过第六连接管相连通，四通阀门与煤样罐通过第七连接管相连通，其中第一连接管上设有第一高压阀门，第四连接管上设有第二高压阀门，第五连接管上设有第三高压阀门，第六连接管上设有第四高压阀门，第七连接管上设有第五高压阀门，所述煤样罐位于恒温箱中。

【技术特征摘要】
1.一种确定含重烃煤不同组分配比的气体吸附量的实验装置，其特征在于：包括自动配气装置、储存罐、气相色谱仪、自动气体采集装置、真空泵、煤样罐、恒温箱、三通阀门、四通阀门，自动配气装置与储存罐通过第一连接管相连通，储存罐与三通阀门通过第二连接管相连通，三通阀门与真空泵通过第三连接管相连通，三通阀门与四通阀门通过第四连接管相连通，四通阀门与气相色谱仪通过第五连接管相连通，四通阀门与自动气体采集装置通过第六连接管相连通，四通阀门与煤样...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈向军，王林，成建林，于亮亮，任真勇，薛勇，
申请(专利权)人：河南理工大学，沁和能源集团有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41