[发明专利]用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置及模拟方法

权利要求书

1.一种用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，包括样品盛放器、加气组件、取气组件、气体组成分析仪、压力监测仪和控制系统，所述样品盛放器上设置有用于对所述样品盛放器进行压力调节的压力调节器，所述压力监测仪用于检测所述样品盛放器中的压力且与所述控制系统通信连接；

所述加气组件的输出端与所述样品盛放器连通，以在所述样品盛放器中加入待吸附气体；

所述取气组件的一端与所述样品盛放器连通，所述取气组件的另一端与所述气体组成分析仪的进气端连通，所述气体组成分析仪与所述控制系统通信连接。

2.根据权利要求1所述的用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，所述取气组件包括取气器、取气管路和位于所述样品盛放器上的抽气组件，所述抽气组件的进气端伸入至所述样品盛放器中，所述取气管路的进气端与所述抽气组件相连，所述取气管路的出气端与所述取气器的气体进口相连，所述取气器的气体出口与所述气体组成分析仪的进气端连通；所述取气管路上设置有取气控制阀。

3.根据权利要求2所述的用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，所述取气器为活塞式取气器，所述气体组成分析仪为气相色谱仪。

4.根据权利要求2所述的用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，所述加气组件包括第一加气管路、第二加气管路、充注组件和多个储气罐，每个所述储气罐的出口端均通过所述第一加气管路与所述充注组件相连，所述充注组件的另一端与所述样品盛放器的内腔连通，所述第一加气管路上设置有加气量调节阀。

5.根据权利要求4所述的用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，所述样品盛放器为多个，且每个所述样品盛放器均与所述充注组件相连，每个所述样品盛放器上均对应一个抽气组件，所述取气器上设置有与多个所述抽气组件相对应的多个气体输送管路。

6.根据权利要求1所述的用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，所述压力调节器包括位于所述样品盛放器顶部用于封闭所述样品盛放器的调节活塞，所述调节活塞上设置有第一螺纹，所述样品盛放器的内壁上设置有与所述第一螺纹相配合的第二螺纹。

7.根据权利要求1所述的用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，所述模拟实验装置还包括用于对所述样品盛放器提供恒温环境的恒温水浴容器和用于检测所述恒温水浴容器中的水温的温度检测器，所述温度检测器与所述控制系统通信连接。

8.根据权利要求1所述的用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，所述模拟实验装置还包括旋片式真空泵，所述旋片式真空泵与所述控制系统电连接，所述旋片式真空泵和所述样品盛放器的内腔通过抽真空管路相连。

9.一种应用权利要求1-8中任一项所述的模拟实验装置的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

加压吸附阶段：将煤柱样置于所述样品盛放器中，将待吸附气体通过所述加气组件通入所述样品盛放器中，利用所述样品盛放器上的所述压力调节器进行加压；其中，所述待吸附气体用量为根据地层压力计算出的吸附气体用量；

降压解吸阶段：利用所述压力调节器进行降压至系统压力值，利用所述取气组件进行取气并通过所述气体组成分析仪进行成分分析，将结果反馈至所述控制系统；

优选地，在所述加压吸附阶段还包括待所述样品盛放器中的压力稳定后，对比所述样品盛放器中的压力与设定的所述地层压力，通过二次充注或抽出的方式进行调节，以使所述样品盛放器中的压力稳定在所述地层压力；

优选地，在所述降压解吸阶段，根据所述样品盛放器的体积变化计算解吸气体积，同时根据所述系统压力、温度计算标准状态下的解吸气量；

优选地，所述降压解吸阶段还包括：在解吸气体成分分析之后，利用取气组件将所述样品盛放器中的气体排空；

更优选地，所述降压解吸阶段中的降压为阶梯式降压；

进一步优选地，所述阶梯式降压的压差梯度为0.15-0.25MPa。

10.根据权利要求9所述的模拟方法，其特征在于，将待吸附气体通入所述样品盛放器之前加入所述煤柱样之后，对所述样品盛放器进行抽真空处理；

优选地，所述煤柱样的长度为9-12cm，直径为2-4cm；

更优选地，所述煤柱样在加入所述样品盛放器之前在20-30℃的温度条件下干燥20-30h。