[发明专利]一种改变气体密度的等温吸附装置及试验方法

权利要求书

1.一种改变气体密度的等温吸附装置，它包括：混合气体供给系统，其特征在于：所述混合气体供给系统与气体混合装置（7）通过管路连接；气体混合装置（7）与测气体密度混合箱（11）通过管路连接；测气体密度混合箱（11）与气体吸附系统通过管路连接；气体吸附系统与压力加载系统通过管路连接；所述测气体密度混合箱（11）内安装有气体密度传感器（12），气体密度传感器通过导线与显示器（13）连接。

2.根据权利要求1所述的一种改变气体密度的等温吸附装置，其特征在于：所述混合气体供给系统包括第一储气罐（1）和第二储气罐（4）；第一储气罐（1）与气体混合装置（7）连接的管路上依次安装有第一开关阀（2）和第一压力表（3）；第二储气罐（4）与气体混合装置（7）连接的管路上依次安装有第二开关阀（5）和第二压力表（6）。

3.根据权利要求1所述的一种改变气体密度的等温吸附装置，其特征在于：气体混合装置（7）与测气体密度混合箱（11）连接的管路上依次安装有增压泵（8）、真空泵（9）和第五开关阀（10）。

4.根据权利要求1所述的一种改变气体密度的等温吸附装置，其特征在于：气体吸附系统包括参考室（15）和吸附室（18），参考室（15）和吸附室（18）通过管路连接；连接管路上安装有第七开关阀（17）；在参考室（15）进气管路上安装有第六开关阀（14）和第三压力表（16）；吸附室（18）外置有水浴恒温系统（19）。

5.根据权利要求1所述的一种改变气体密度的等温吸附装置，其特征在于：压力加载系统包括轴压泵（20）和围压泵（21）；轴压泵（20）和围压泵（21）分别与气体吸附系统的吸附室（18）连接。

6.一种改变气体密度的等温吸附装置的试验方法，其特征在于：它包括：

步骤1、首先将原煤试样放入吸附室中，打开真空泵对实验装置进行脱真空处理；

步骤2、将吸附室和参考室放入设置好温度的水浴恒温系统中，并同时对吸附室施加恒定轴压和围压；

步骤3、先打开装有氦气的第一储气罐，关闭第七开关阀，打开第四开关阀、第三开关阀和第五开关阀，使密度达到实验设定值后，将第六开关阀打开，将气体通入参考室，测定压力后打开第七开关阀，使气体通入吸附室中，测定体积变化；

步骤4、数值记录完毕后，将氦气处理干净，更改煤样试件，打开第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀，通入甲烷，使氦气与甲烷混合，之后通过密度仪测定密度达到实验设定值后打开第六开关阀使甲烷和氦气混合气体进入参考室，测定压力，待读数稳定后打开第七开关阀使气体进入吸附室，甲烷和氦气混合气体开始吸附在原煤孔隙表面，测定其自由空间体积；

步骤5、最终建立一个动态吸附平衡状态，测定该状态下混合气体的的压力和体积，根据混合气体的起始体积和最终体积的差值计算出在给定压力下被吸附的气体体积。