[发明专利]煤中超临界二氧化碳含量测试方法

摘要

本发明公开的煤中超临界二氧化碳含量测试方法，采用真空泵、煤样罐、二氧化碳气瓶、加压装置和高精度天平构成的测定装置，通过测定吸附罐质量变化来计算充入吸附罐的气体量，减去吸附罐自由空间增加的气相含量即为煤样在此平衡压力下的过剩吸附量，煤孔隙中气相二氧化碳含量根据孔隙压力利用非理想气态方程计算而得。煤中超临界二氧化碳含量为过剩吸附量与煤中孔隙空间的气相含量之和。通过测定不同平衡压力下煤样中的二氧化碳含量，即可完成多个平衡压力的测试。其测试方法简单，对仪器设备要求低，能够准确简便的测定煤中二氧化碳含量，有利于对煤中二氧化碳含量的测试研究。

主权项

一种煤中超临界二氧化碳含量的测定方法，包括采用真空泵、煤样罐、二氧化碳气瓶、加压装置和测定装置，其特征在于：(a)预先测定设在煤样罐恒温水浴槽(13)内的煤样罐(12)内部空间体积：打开煤样罐(12)与真空泵(1)相连通管路上所有阀门，观察真空泵(1)的真空压力表(2)，当真空压力降至0.4Pa以下，继续抽真空约30分钟后，关闭煤样罐(12)与真空泵(1)相连管路上的所有阀门；打开煤样罐(12)与内部空间体积测量仪之间的微量截止阀(F‑1、F‑2)，测量煤样罐(12)的内部空间的体积V；(b)关闭微量截止阀(F‑1)，在煤样罐(12)内装满待测煤样，密封煤样罐(12)，对煤样罐恒温水浴槽(13)内的水进行加温，使设在恒温水浴槽内的煤样罐(12)恒定温度达35℃以上，同时对与煤样罐(12)相连通的管路进行电辅加热，并保持电辅加热管路的温度恒定约为40℃；(c)打开煤样罐(12)与真空泵(1)相连管路上的所有阀门，对煤样罐(12)抽真空；(d)观察与真空泵(1)相连接的真空压力表(2)，当真空压力降至0.4Pa以下，继续抽真空4～6小时后，关闭煤样罐(12)与真空泵(1)相连管路上的所有阀门，将煤样罐(12)从煤样罐恒温水浴槽(13)中取出进行称重，得到真空状态下的煤样罐质量m0；(e)打开煤样罐(12)与二氧化碳储气瓶(3)相连通管路上的所有阀门，开启设在煤样罐(12)与二氧化碳储气瓶(3)相连通管路上的增压泵(5)，增压泵(5)在空气压缩机(7)的作用下将二氧化碳储气瓶(3)输出的二氧化碳气体增压后输入煤样罐(12)中，观测煤样罐(12)入口处与压力传感器(10)相连接的压力数显表(11)当煤样罐(12)中压力增压至高出所测煤样的平衡压力0.5～2MPa时，关闭二氧化碳储气瓶(3)进入煤样罐(12)管路的所有阀门；(f)待煤样罐(12)内的煤样吸附平衡4～6小时后，记录此时压力数显表(11)所示的平衡压力P1，将煤样罐(12)从煤样罐恒温水浴槽(13)中取出进行称重，得到平衡压力P1下煤样罐质量m1，按下列公式：                n10＝(m1‑m0)/44                (1)得到在平衡压力P1下煤样罐内的二氧化碳含量n10； V ′ = V - m ρ - - - ( 2 ) 得到煤样罐去除煤样的真实体积后的自由空间体积V′，式中：ρ为煤样的真密度； n 11 = ( n 10 - P 1 V ′ Z 1 RT ) / m - - - ( 3 ) 得到平衡压力为P1时煤样的过剩吸附量n11，式中：Z1为在气体压力为P1时二氧化碳压缩因子；R为摩尔气体常数；T为煤样罐热力学温度； n 12 = π ρ · P 1 Z 1 RT · 1 m - - - ( 4 ) 得到煤中孔隙空间气相二氧化碳含量n12，式中：π为煤样的孔隙率；ρ为煤样的假密度；                    n1＝n11+n12                (5)得到煤中二氧化碳含量n1，完成一个平衡压力P1的测试；(g)重复上述步骤(e)、(f)，测定不同平衡压力下煤样中的二氧化碳含量，在煤样罐内的煤样吸附平衡压力逐步增加不超过18MPa的条件下，完成多个平衡压力的测试。