主要性能指標(biāo)及技術(shù)參數(shù)
1.1基本性能
單組分或多組分等溫吸附/解吸
溫度:室溫～100℃
操作壓力：40MPa
系統(tǒng)zui大壓力：70MPa
1.2樣品缸、參考缸
樣品粒度：≤60目
樣品質(zhì)量：200g
參考缸體積：150ml
參考缸數(shù)量：6個(gè)，外徑70mm,長(zhǎng)330mm
樣品缸體積：150mL
樣品缸數(shù)量：6個(gè)，外徑430mm
材料：不銹鋼
壓力密封：專門的金屬環(huán)密封
壓力源：氣體增壓泵
加壓裝置：空壓機(jī)
1.3恒溫裝置
油浴鍋：60L*2個(gè)
油浴尺寸：500mm（長(zhǎng)）*480mm（寬）*240mm（深）
溫度設(shè)定：獨(dú)立溫區(qū)
油浴循環(huán)：內(nèi)置
恒溫油：附帶
1.4壓力采集
壓力傳感器：三線制壓力傳感器
壓力范圍：0-40MPa
額定壓力：40MPa
一體式氣壓計(jì)：精度±0.1%
數(shù)量：12個(gè)
輸出：3mv/v
1.5溫度采集
溫度檢測(cè)系統(tǒng)：溫度傳感器±0.1℃
多通道精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器：16位
1.6氣體源：
總供給：3
氣體輸入：甲烷，氦氣，二氧化碳
壓力：20MPa
穩(wěn)定性：3%
每種氣體都配置高壓鋼瓶
1.7電動(dòng)氣體調(diào)節(jié)器
總供給：3
壓力：40MPa
穩(wěn)定性：1%
輸入：0-1V
增壓壓力：0.6Mpa
1.6計(jì)算機(jī)控制
計(jì)算機(jī)：主頻：3.0GHZ,內(nèi)存1GB,硬盤160GB
自動(dòng)控制：計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制
系統(tǒng)軟件：FINESORB-ISO數(shù)據(jù)采集軟件
FINESORB-IAO吸附/解吸數(shù)據(jù)處理軟件
多組分氣體吸附/解吸數(shù)據(jù)處理軟件
提供中文版說(shuō)明書(shū)
1.7其他備件（另外）：
樣品缸：1個(gè)
手動(dòng)針閥：3個(gè)
氣動(dòng)針閥：2個(gè)
RTD:2個(gè) 表頭：6個(gè)
高壓氣瓶：不同氣體配3個(gè)
不銹鋼管：4米
穩(wěn)壓電源：1個(gè)
密封圈：4個(gè)
等溫吸附過(guò)程
1、樣品室裝樣
將預(yù)處理的煤樣準(zhǔn)備稱重、迅速裝入模型內(nèi)。
樣品重量：用于測(cè)試的遠(yuǎn)洋重量不少于2kg。
工業(yè)分析按照GB/T2121991《煤樣的工業(yè)分析方法》執(zhí)行。
2、氣密性檢查
2.1充氣
向系統(tǒng)充入氦氣，壓力高于等溫吸附實(shí)驗(yàn)zui高壓力1MPa。
2.2調(diào)節(jié)溫度
系統(tǒng)溫度調(diào)為儲(chǔ)層溫度。連續(xù)觀測(cè)，系統(tǒng)密封良好，則進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)。
3、自由空間體積測(cè)定
3.1溫度
測(cè)定溫度設(shè)定為儲(chǔ)層溫度。
3.2充氣
打開(kāi)氦氣瓶，向系統(tǒng)輸入氦氣，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)室壓力值，然后關(guān)閉標(biāo)準(zhǔn)室閥門。
3.3采集數(shù)據(jù)
打開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)室閥門與樣品缸閥門，待壓力平衡后采集一組數(shù)據(jù)。體積實(shí)驗(yàn)。進(jìn)行三次，三次之間允許誤差為±0.1cm3 。
3.4求得煤樣的體積，計(jì)算出樣品室內(nèi)空白體積。
4、等溫吸附實(shí)驗(yàn)
4.1實(shí)驗(yàn)壓力的確定
zui高實(shí)驗(yàn)壓力設(shè)置為儲(chǔ)層壓力的1.2倍，zui低不少于8MPa。
4.2實(shí)驗(yàn)壓力點(diǎn)分布
zui高壓力＜8MPa,選6個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。
zui高壓力在8MPa～12MPa,選8個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)。
4.3充氣
打開(kāi)調(diào)節(jié)閥門和標(biāo)準(zhǔn)室閥門，向系統(tǒng)充入甲烷氣體，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)室壓力至目標(biāo)壓力。
4.4數(shù)據(jù)采集
達(dá)到目標(biāo)壓力，且溫度穩(wěn)定后，啟動(dòng)等溫吸附實(shí)驗(yàn)程序采集數(shù)據(jù)。
4.5吸附平衡時(shí)間確定
根據(jù)實(shí)際情況確定，但不得少于12小時(shí)。
4.6重復(fù)（3）到（5）步驟，直至zui后一個(gè)壓力點(diǎn)實(shí)驗(yàn)結(jié)束。
數(shù)據(jù)處理過(guò)程
1、煤樣體積和自由空間體積計(jì)算
煤樣的體積計(jì)算公式為：
Vs=
式中：
Vs-煤樣的體積，單位為立方厘米（cm3 ）;
P1-平衡后壓力，單位為兆帕（MPa）
P2-參考缸初始?jí)毫Γ瑔挝粸檎着粒?span lang="EN-US">MPa）
P3-樣品初始?jí)毫Γ瑔挝粸檎着粒?span lang="EN-US">MPa）
T1-平衡后溫度，單位為開(kāi)氏溫度（K）;
T2-參考缸初始溫度，單位為開(kāi)氏溫度（K）;
T3-樣品缸初始溫度，單位為開(kāi)氏溫度（K）;
V1-系統(tǒng)總體積，單位為立方厘米（cm3 ）;
V2-參考缸體積，單位為立方厘米（cm3 ）
V3-樣品缸體積，單位為立方厘米（cm3 ）
Z1-平衡條件下氣體壓縮因子，無(wú)量綱，
Z2-參考缸初始?xì)怏w的壓縮因子，無(wú)量綱，
Z3-樣品缸初始?xì)怏w的壓縮因子，無(wú)量綱
求得煤樣的體積，計(jì)算出樣品缸內(nèi)自由空間體積。自由空間體積是指樣品缸裝入煤樣后煤樣顆粒之間的空隙、煤樣顆粒內(nèi)部微細(xì)空隙、樣品缸剩余的自由空間、連接管和閥門內(nèi)部空間的體積之和。
自由空間體積計(jì)算公式為：
V1=V0-Vs
式中：
V1-自由空間體積，單位為立方厘米（cm3）
V0-樣品缸內(nèi)總體積，單位為立方厘米（cm3）
Vs-煤樣的體積，單位為立方厘米（cm3 ）
2、計(jì)算各壓力點(diǎn)的吸附量
根據(jù)參考缸、樣品缸的平衡壓力點(diǎn)的吸附量
利用公式：
PV=nZRT
式中：
P-氣體壓力，單位為兆帕（MPa）;
V-氣體體積，單位為立方厘米（cm3 ）
n-氣體的摩爾數(shù)，單位為摩爾（mol）;
Z-氣體的壓縮因子，無(wú)量綱；
R-摩爾氣體常數(shù)，單位為焦每摩開(kāi)（U.mol-1.K-1）;
T-熱力學(xué)溫度，單位為開(kāi)氏溫度（K）。
Vs=
分別求出各壓力點(diǎn)平衡前樣品缸內(nèi)氣體的摩爾數(shù)（n1）和平衡后樣品缸內(nèi)氣體的摩爾數(shù)（n2）,則煤樣吸附氣體的摩爾數(shù)（n1）為：
ni=n1-n2
式中：
ni-氣體的摩爾數(shù)，單位為摩爾（mol）;
n1-平衡前樣品缸內(nèi)氣體的摩爾數(shù)，單位為摩爾（mol）;
n2-平衡后樣品缸內(nèi)氣體數(shù)，單位為摩爾（mol）
各壓力點(diǎn)的吸附氣體體積（Vi）;
Vi=ni*22.4*1000
各壓力點(diǎn)吸附量V吸附：
V吸附=V1／Go
式中：
V吸附=吸附量，單位為立方厘米每克（cm3/g）
V1-吸附氣體的總體積，單位為立方厘米（cm3）
Gc-煤樣重量，單位為克（g）
數(shù)據(jù)計(jì)算及報(bào)告
3、計(jì)算VL和PL
根據(jù)Langmuir方程：
式中：
p—氣體壓力，單位為兆帕（MPa）;
V—在氣體體積，單位為立方厘米
VL-zui大吸附容量，又稱Langmuir體積，單位為立方厘米每克（cm3/g）:
P1-Langmuir壓力，單位為兆帕（MPa）.
若令A-A/VL和B- ，可以將方程（8）推導(dǎo)為p/V與p的函數(shù):
依據(jù)方程（9），可將實(shí)測(cè)的各壓力平衡點(diǎn)的壓力與吸附量數(shù)據(jù)繪制為以p為橫坐標(biāo)、以p/V比值為縱坐標(biāo)的散點(diǎn)圖。利用zui小二乘法求出這些散點(diǎn)的回歸直線方程及相關(guān)系數(shù)。進(jìn)而求出直線的斜率（A）和截距（B）.根據(jù)斜率和截距求出Langmuir體積（VL）和Langmuir壓力（p1）,即：
V1=V/A
P1=BVA=B/A
4、吸附等溫線
根據(jù)各平衡壓力點(diǎn)吸附量V和壓力值P繪制吸附等溫線：
5、實(shí)驗(yàn)精度
5.1重現(xiàn)性
VL重現(xiàn)性相對(duì)誤差不大于15%：
P1重現(xiàn)性相對(duì)誤差不大于15%。
5.2重現(xiàn)性
VL再現(xiàn)性相對(duì)誤差不大于20%；
PL再現(xiàn)性相對(duì)誤差不大于20%。
5.3樣品實(shí)驗(yàn)質(zhì)量
P/V與P的相關(guān)系數(shù)R大于0.98.
