高溫高壓(ya)等(deng)溫吸(xi)附系(xi)統(tong)

  高溫高壓(ya)等(deng)溫吸(xi)附系(xi)統(tong)

                     壹、原(yuan)理

本裝(zhuang)置采(cai)用高壓(ya)容(rong)量法(fa)測定頁(ye)巖、煤(mei)巖中氣體(ti)吸附量。

頁(ye)巖、煤(mei)巖中大量的(de)微(wei)孔(kong)內(nei)表面(mian)具有表面(mian)能(neng)，當(dang)氣體(ti)與內(nei)表面(mian)接(jie)觸(chu)時，分(fen)子的(de)作用力使甲(jia)烷(wan)或其他多(duo)種(zhong)氣體(ti)分子在(zai)表面(mian)上(shang)發(fa)生(sheng)濃(nong)集(ji)，稱為(wei)吸附。氣體(ti)分子濃集的(de)數量(liang)漸(jian)趨(qu)增多(duo)，為(wei)吸附過(guo)程(cheng)；氣體(ti)分子往(wang)復(fu)返(fan)回自由狀(zhuang)態(tai)的(de)氣相中，表面(mian)上(shang)氣體(ti)分子數量(liang)漸(jian)趨(qu)減少，為(wei)脫(tuo)附過(guo)程(cheng)。表面(mian)上(shang)氣體(ti)分子維持壹定數量(liang)，吸(xi)附速率和(he)脫(tuo)附速率相等(deng)時，為(wei)吸附平衡。

二、測定方法(fa)

高壓(ya)容(rong)量法(fa)測定頁(ye)巖、煤(mei)巖的(de)氣體(ti)吸附量的(de)方(fang)法是(shi)：將處(chu)理好的(de)幹(gan)燥煤(mei)樣(yang)，裝(zhuang)入吸(xi)附罐，真(zhen)空脫(tuo)氣，測定吸附罐的(de)剩余體(ti)積(ji)，向(xiang)吸(xi)附罐中充入或放出(chu)壹定體(ti)積(ji)氣體(ti)，使吸附罐內(nei)壓(ya)力達(da)到(dao)平衡，部分氣體(ti)被吸(xi)附，部分氣體(ti)仍以(yi)遊(you)離(li)狀(zhuang)態(tai)處(chu)於剩余體(ti)積(ji)之中，已知(zhi)充入(放出(chu))的(de)氣體(ti)體(ti)積(ji)，扣除(chu)剩余體(ti)積(ji)的(de)遊(you)離(li)體(ti)積(ji)，即為(wei)吸附體(ti)積(ji)。重復(fu)這樣(yang)的(de)測定，得到(dao)各壓(ya)力段(duan)平(ping)衡壓(ya)力與吸(xi)附體(ti)積(ji)量，連(lian)接(jie)起(qi)來即為(wei)吸附等溫線。當(dang)壓(ya)力由低向(xiang)高采取(qu)充入氣體(ti)方式測試時(shi)，得(de)到吸(xi)附等溫線；反之(zhi)，壓(ya)力由高向(xiang)低采取(qu)放出(chu)氣體(ti)方式測試時(shi)，得(de)到解吸(xi)等溫線。吸(xi)附和(he)解吸(xi)等溫線在(zai)高壓(ya)狀(zhuang)態(tai)下(xia)是(shi)可(ke)逆(ni)的(de)，測定二者(zhe)之(zhi)壹，在(zai)應用上(shang)是(shi)等(deng)效(xiao)的(de)。 

三、設(she)計(ji)標(biao)準與規(gui)範(fan)

本設備(bei)遵循(xun)的(de)規(gui)範和(he)標(biao)準主(zhu)要包括(kuo)但不僅(jin)僅限於以(yi)下(xia)所(suo)列(lie)範(fan)圍(wei)：

1） GB50183-2004《石(shi)油(you)天(tian)然(ran)氣工程(cheng)設計(ji)防火規範》

2） AQ2012-2007《石(shi)油(you)天(tian)然(ran)氣安全(quan)規(gui)程(cheng)》

3） GB/T19560-2008 《煤的(de)高壓(ya)等(deng)溫吸(xi)附試驗(yan)方(fang)法》

4） TSG R0004-2009 《固定式壓(ya)力容(rong)器安全(quan)技(ji)術(shu)監(jian)察(cha)規程(cheng)》

5） JB/T4708-2000《鋼(gang)制(zhi)壓(ya)力容(rong)器焊(han)接(jie)工(gong)藝評(ping)定》

6） JB4730-2005《壓(ya)力容(rong)器無損檢(jian)測》

7） GB 4208 《外(wai)殼防護(hu)等級(ji)（IP 代碼）》

8） GB 50093《自動(dong)化(hua)儀表工程(cheng)施(shi)工(gong)及驗收(shou)規範(fan)》

9） GB150-2011 《鋼(gang)制(zhi)壓(ya)力容(rong)器》

10） GB/T 1227-2202 《精密壓(ya)力表》

11） GB/T 15478-1995 《壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器性能(neng)實(shi)驗(yan)方法(fa)》

設備(bei)制(zhi)造(zao)、檢(jian)驗及交貨(huo)條件(jian)，不(bu)僅要遵守(shou)上(shang)述(shu)列(lie)出(chu)的(de)規(gui)範要求內(nei)容(rong)，同時也(ye)要遵守(shou)上(shang)述(shu)規(gui)範(fan)引用規(gui)範的(de)要求，特(te)別是(shi)其中的(de)強制(zhi)性條款(kuan)。其它(ta)未(wei)列(lie)出(chu)的(de)與本設備(bei)有(you)關(guan)的(de)規(gui)範和(he)標(biao)準，供貨(huo)商(shang)有義務(wu)主(zhu)動(dong)向(xiang)用(yong)戶提供。所(suo)有(you)規範和(he)標(biao)準均(jun)應為(wei)項(xiang)目采(cai)購(gou)時的(de)有(you)效(xiao)版本。如有(you)規(gui)範被新(xin)規範(fan)所(suo)替代，應(ying)采用新規範(fan)進行(xing)設計制(zhi)造(zao)。

                           四、總(zong)體(ti)要求

高溫高壓(ya)等(deng)溫吸(xi)附系(xi)統(tong)主(zhu)要用於高溫高壓(ya)條件(jian)下(xia)氣體(ti)吸附、解吸(xi)性質的(de)測定，測量(liang)精(jing)確(que)，穩定性好。

五、技(ji)術(shu)指標(biao)

1、主要功能(neng)：

吸/脫(tuo)附等溫線測定、吸/脫(tuo)附速率測定；

空白體(ti)積(ji)及標(biao)準體(ti)積(ji)的(de)標(biao)定、孔(kong)隙體(ti)積(ji)的(de)測量(liang)；

2、測試溫(wen)度(du)範圍(wei)：室(shi)溫(wen)～400℃，控溫精度±0.5℃；

3、測試壓(ya)力範(fan)圍(wei)：負壓(ya)～40MPa；

4、壓(ya)力傳(chuan)感(gan)器：進口(kou)品牌(pai)，精度0.075%FS；

5、氣體(ti)增壓(ya)泵(beng)：進口(kou)品牌(pai)，驅動(dong)壓(ya)力不(bu)大(da)於0.6MPa，增壓(ya)比(bi)1：100；

6、數據(ju)精(jing)度(du)：重復(fu)性誤(wu)差小(xiao)於±1%；

7、裝(zhuang)置密封(feng)性要求：裝(zhuang)置在(zai)35MPa下(xia)放置10小(xiao)時(shi)，壓(ya)力降(jiang)低值不(bu)超過(guo)5%；

8、適用氣體(ti)：甲(jia)烷(wan)、二(er)氧(yang)化(hua)碳、氫(qing)氣、氮氣；

9、測量(liang)室(shi)體(ti)積(ji)：不小(xiao)於30mL；

10、安全(quan)控(kong)制(zhi)：可(ke)顯(xian)示實(shi)驗(yan)步(bu)驟測試壓(ya)力和(he)壓(ya)力警(jing)告(gao)，避(bi)免因誤(wu)操作造(zao)成(cheng)高壓(ya)泄(xie)露及氣體(ti)泄(xie)露引起的(de)危(wei)險；

11、操作軟件：適(shi)用(yong)於Microsoft® Windows 7及以(yi)上(shang)版(ban)本操作系(xi)統(tong)，可(ke)實(shi)現(xian)壹體(ti)化實(shi)驗(yan)測試和(he)數據(ju)分(fen)析；

12、軟件功(gong)能(neng)：吸(xi)附等溫線分(fen)析、氣體(ti)吸附和(he)脫(tuo)附速率分析；

六、技(ji)術(shu)特(te)色(se)

1、能(neng)在(zai)苛刻條件(jian)下(xia)（400℃，40Mpa）進行(xing)實(shi)驗(yan)：選(xuan)用(yong)高溫熔(rong)體(ti)壓(ya)力變送(song)器壓(ya)力變送(song)器測量(liang)充氣罐、吸(xi)附罐壓(ya)力，在(zai)550℃的(de)介質溫(wen)度下(xia)性能(neng)穩定可靠(kao)，準確(que)度高，動(dong)態(tai)性能(neng)好，溫漂(piao)系(xi)數小(xiao)。

2、4個缸獨(du)立操作：可同時進行(xing)四組實(shi)驗(yan)。

   1組：400℃，40MPa

   3組：200℃，40MPa

3、體(ti)積(ji)誤(wu)差非常小(xiao)：采(cai)用耐(nai)高溫合金(jin)GH4169，此(ci)類(lei)合金(jin)具有很(hen)好的(de)耐(nai)熱(re)性能(neng)和(he)耐(nai)膨(peng)脹(zhang)性能(neng)，可(ke)有效(xiao)減少高溫高壓(ya)時(shi)缸體(ti)的(de)體(ti)積(ji)變化。

4、壹次(ci)充氣就能(neng)完(wan)成(cheng)多(duo)個壓(ya)力點(dian)的(de)測試：由於采用(yong)氣體(ti)增壓(ya)系(xi)統(tong)，可(ke)向(xiang)參考缸註入高壓(ya)氣體(ti)，然後(hou)壹點(dian)壹點(dian)往(wang)吸(xi)附罐充氣，就能(neng)測量(liang)不(bu)同壓(ya)力條件(jian)下(xia)的(de)吸(xi)附脫(tuo)附實(shi)驗(yan)。

5、能(neng)夠精(jing)確(que)控溫(wen)和(he)保(bao)溫(wen)：采(cai)用(yong)油(you)浴(yu)控(kong)制(zhi)整個實(shi)驗(yan)過(guo)程(cheng)中的(de)溫(wen)度，使實(shi)驗(yan)溫度(du)控(kong)制(zhi)在(zai)±0.1℃範圍(wei)內(nei)。

6、實(shi)現(xian)對危(wei)害(hai)氣體(ti)的(de)檢(jian)測和(he)安全(quan)報(bao)警(jing)。

7、采用分子泵(beng)提高系(xi)統(tong)的(de)真(zhen)空度，保證(zheng)實(shi)驗(yan)氣體(ti)的(de)純(chun)度(du)，提高實(shi)驗(yan)精度(du)。