[发明专利]常压条件下测定大样量煤样吸附气体量的实验装置和方法

权利要求书

1.一种常压条件下测定大样量煤样吸附气体量的实验装置，其特征在于，包括管路、供气装置、密封吸附缸、真空泵和数据采集检测装置；所述供气装置、真空泵和数据采集检测装置分别通过管路与密封吸附缸相连接。

2.根据权利要求1所述的一种常压条件下测定大样量煤样吸附气体量的实验装置，其特征在于，所述的供气装置为高压气瓶。

3.根据权利要求2所述的一种常压条件下测定大样量煤样吸附气体量的实验装置，其特征在于，供气装置还包括气体输送泵，高压气瓶和气体输送泵通过管路连接，并且在高压气瓶的出口装有压力调节器。

4.根据权利要求1所述的一种常压条件下测定大样量煤样吸附气体量的实验装置，其特征在于，所述的密封吸附缸上设有压力表、注气口、脱气口及出样口。

5.根据权利要求1所述的一种常压条件下测定大样量煤样吸附气体量的实验装置，其特征在于，所述的数据采集检测装置为气相色谱仪和工作站。

6.一种常压条件下测定大样量煤样吸附气体量的实验方法，采用权利要求1所述的实验装置，其特征在于，包括如下步骤：

(1)配制实验气体

按实际待研究气体的组分和体积分数配制出模拟实验气体，并以煤不吸附的气体作为背景气；

(2)脱气

检查密封吸附缸的气密性，然后将干燥的大样量粉煤样品放入密封吸附缸内，密封后，用真空泵对吸附缸脱气；

(3)注气及吸附

脱气完成后，通过供气装置向吸附缸内注入气体至缸内压力达到0.1MPa，然后用气相色谱仪测定缸内各待测气体组分的初始体积分数并记录为吸附前数值；

(4)测定并计算吸附量

每隔一段时间利用气相色谱仪测定吸附缸内游离气体相中各待测组分的体积分数，再通过由理想气体状态方程推导的吸附量计算公式计算粉煤样品对气体的吸附量；

该吸附量计算公式为：

V=(ni-ni′)Vmm×103,]]>

其中，V为某个时间点每克煤对气体的吸附体积，单位：cm³·g^-1；n_i为吸附前密封吸附缸内某待测气体组分的物质的量，单位：mol；n_i′为吸附后某个时间点密封吸附缸内某待测气体组分的物质的量，单位：mol；V_m为常温常压下气体摩尔体积，24.5L/mol；m为煤的质量，单位：g；为吸附前密封吸附缸内某待测气体组分的体积分数，％；V_i为吸附前密封吸附缸内某待测气体组分的体积，单位：m³；P_K为吸附前密封吸附缸内气体总压力，单位：Pa；为吸附后某个时间点密封吸附缸内某待测气体组分的体积分数，％；V_i′为吸附后某个时间点密封吸附缸内某待测气体组分的体积，单位：m³；P_K′为吸附后某个时间点密封吸附缸内气体总压力，单位：Pa；T为体系温度，单位：K；R为理想气体的气体常数，为8.314J/(mol·K)。

7.根据权利要求6所述的一种常压条件下测定大样量煤样吸附气体量的实验方法，其特征在于，所述步骤(2)中，检查密封吸附缸的气密性方法为：向吸附缸中注入气体后，关闭密封吸附缸，如果吸附缸压力在24h之内不发生变化则气密性达到要求；

其中，注入气体的压力≥3个大气压且最大不超过缸体能承受的最大压力。

8.根据权利要求6所述的一种常压条件下测定大样量煤样吸附气体量的实验方法，其特征在于，所述的气相色谱仪测定所用的方法为单点校正法。