專(zhuān)利匯可以提供一種可精確控壓的氣體吸附解析方法及裝置專(zhuān)利檢索,專(zhuān)利查詢(xún),專(zhuān)利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 涉及一種可精確控壓的氣體 吸附 解析方法及裝置,其特征在于:設(shè)置氣體吸附解析裝置;對(duì)裝置抽 真空 ,使第一參比室、樣品室和第二參比室內(nèi)壓 力 為0;確定第一參比室的容積、樣品室的容積和第二參比室的容積;將 巖石 樣品放入樣品室內(nèi),確定巖石樣品體積;向裝置注入氣體,計(jì)算在樣品室內(nèi)的壓力達(dá)到每個(gè)吸附平衡目標(biāo)壓力時(shí)巖石樣品對(duì)氣體的吸附量;當(dāng)樣品室內(nèi)的壓力達(dá)到最高的吸附平衡目標(biāo)壓力后,減小樣品室內(nèi)的氣體,樣品室內(nèi)的巖石樣品對(duì)氣體發(fā)生解析作用,計(jì)算在樣品室內(nèi)的壓力達(dá)到每個(gè)解析平衡目標(biāo)壓力時(shí)巖石樣品對(duì)氣體的吸附量。本發(fā)明提供一種可精確控壓的氣體吸附解析裝置及方法,可廣泛應(yīng)用于 頁(yè)巖 氣/ 煤 層氣的吸附解析中。,下面是一種可精確控壓的氣體吸附解析方法及裝置專(zhuān)利的具體信息內(nèi)容。
1.一種可精確控壓的氣體吸附解析方法,包括以下步驟:
1)設(shè)置氣體吸附解析裝置,其包括氣體注入系統(tǒng)、第一真空泵、第一參比室、樣品室、第
二參比室、第二真空泵、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和溫度傳感器;
位于氣體注入系統(tǒng)與第一真空泵的輸出端氣體管道上設(shè)置有第一閥門(mén);位于第一參比
室與樣品室之間的氣體管道上設(shè)置有第二閥門(mén);位于樣品室與第二參比室之間的氣體管道
上設(shè)置有第三閥門(mén);位于第二參比室與第二真空泵之間的氣體管道上設(shè)置有第四閥門(mén);
2)對(duì)氣體吸附解析裝置進(jìn)行抽真空操作,使得第一參比室、樣品室和第二參比室內(nèi)的
壓力為0;
3)確定第一參比室的容積V參1、樣品室的容積V樣和第二參比室的容積V參2;
4)將巖石樣品放入樣品室內(nèi),確定巖石樣品的體積V巖;
5)通過(guò)氣體注入系統(tǒng)向氣體吸附解析裝置內(nèi)的第一參比室注入氣體,樣品室內(nèi)的巖石
樣品對(duì)氣體進(jìn)行吸附作用,計(jì)算在樣品室內(nèi)的壓力達(dá)到每個(gè)吸附平衡目標(biāo)壓力時(shí)巖石樣品
對(duì)氣體的吸附量;
6)當(dāng)樣品室內(nèi)的壓力達(dá)到最高的吸附平衡目標(biāo)壓力后,減小樣品室內(nèi)的氣體,樣品室
內(nèi)的巖石樣品對(duì)氣體發(fā)生解析作用,計(jì)算在樣品室內(nèi)的壓力達(dá)到每個(gè)解析平衡目標(biāo)壓力時(shí)
巖石樣品對(duì)氣體的吸附量。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可精確控壓的氣體吸附解析方法,其特征在于:所述步驟3)
中,確定第一參比室的容積V參1、樣品室的容積V樣和第二參比室的容積V參2,包括以下步驟:
(1)將第一參比室、樣品室和第二參比室沒(méi)于油浴槽中,待其溫度達(dá)到指定實(shí)驗(yàn)溫度T
并恒定后,打開(kāi)第一閥門(mén),關(guān)閉第二閥門(mén)、第三閥門(mén)和第四閥門(mén),通過(guò)氣體注入系統(tǒng)向第一
參比室內(nèi)注入氦氣,當(dāng)?shù)谝粎⒈仁覂?nèi)的壓力穩(wěn)定后,停止注入氦氣,關(guān)閉第一閥門(mén),記錄第
一參比室內(nèi)的壓力P參1;
(2)打開(kāi)第二閥門(mén),第一參比室內(nèi)的氣體進(jìn)入樣品室中,當(dāng)?shù)谝粎⒈仁液蜆悠肥覂?nèi)的壓
力穩(wěn)定后,記錄第一參比室內(nèi)的壓力P參1′和樣品室內(nèi)的壓力P樣;
(3)根據(jù)物質(zhì)平衡原理和氣體狀態(tài)方程PV=znRT,其中P為氣體壓力,V為氣體體積,z為
氣體在壓力為P時(shí)的氣體壓縮因子,n為氣體物質(zhì)的量,R為氣體常數(shù),常用8.314J/(mol·
k),T為氣體所處溫度,得到公式:
其中,z參1、z參1′和z樣分別對(duì)應(yīng)氣體在壓力為P參1、P參1′和P樣時(shí)的氣體壓縮因子;
(4)對(duì)第一參比室和樣品室進(jìn)行抽真空操作,在樣品室中放入不發(fā)生吸附作用且體積
為V標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)塊,重復(fù)步驟(1)和步驟(2),根據(jù)物質(zhì)平衡原理和氣體狀態(tài)方程PV=znRT得到
公式:
式中,P參1標(biāo)為放入標(biāo)準(zhǔn)塊后重復(fù)步驟(1)時(shí)第一參比室達(dá)到的穩(wěn)定壓力,P參1標(biāo)′為放入標(biāo)
準(zhǔn)塊后重復(fù)步驟(2)時(shí)第一參比室達(dá)到的穩(wěn)定壓力,P樣標(biāo)為放入標(biāo)準(zhǔn)塊后重復(fù)步驟(2)時(shí)樣
品室達(dá)到的穩(wěn)定壓力,z參1標(biāo)、z參1標(biāo)′和z樣標(biāo)分別對(duì)應(yīng)氣體在壓力為P參1標(biāo)、P參1標(biāo)′和P樣標(biāo)時(shí)的氣體壓縮因子;
(5)將公式(1)和公式(2)聯(lián)立方程組求解得:
(6)對(duì)氣體吸附解析裝置進(jìn)行抽真空操作后,打開(kāi)第一閥門(mén)和第二閥門(mén),關(guān)閉第三閥門(mén)
和第四閥門(mén),通過(guò)氣體注入系統(tǒng)向第一參比室和樣品室內(nèi)注入氦氣,當(dāng)?shù)谝粎⒈仁液蜆悠?br/>室內(nèi)的壓力穩(wěn)定后,停止注入氦氣,關(guān)閉第一閥門(mén),記錄第一參比室內(nèi)的壓力P參1″和樣品室
內(nèi)的壓力P樣″;
(7)打開(kāi)第三閥門(mén),第一參比室和樣品室內(nèi)氦氣進(jìn)入第二參比室內(nèi),當(dāng)?shù)谝粎⒈仁?、?br/>品室和第二參比室內(nèi)的壓力穩(wěn)定后,記錄第一參比室內(nèi)的壓力P參1″′、樣品室內(nèi)的壓力P樣″′
和第二參比室內(nèi)的壓力P參2″′;
(8)根據(jù)第一參比室、樣品室和第二參比室內(nèi)的氣體的總物質(zhì)的量守恒有:
求解得到:
式中,z參1″、z參1″′、z樣″、z樣″′和z參2″′分別對(duì)應(yīng)氣體在壓力為P參1″、P參1″′、P樣″、P樣″′和P參2″′時(shí)的氣體壓縮因子。
3.如權(quán)利要求2所述的一種可精確控壓的氣體吸附解析方法,其特征在于:所述步驟4)
中,將巖石樣品放入樣品室內(nèi),確定巖石樣品的體積V巖,包括以下步驟:
(1)將巖石樣品放入樣品室內(nèi)后,對(duì)氣體吸附解析裝置進(jìn)行抽真空操作,使得第一參比
室、樣品室和第二參比室內(nèi)的壓力為0;
(2)打開(kāi)第一閥門(mén),關(guān)閉第二閥門(mén)、第三閥門(mén)和第四閥門(mén),通過(guò)氣體注入系統(tǒng)向第一參
比室內(nèi)注入氦氣,當(dāng)?shù)谝粎⒈仁覂?nèi)的壓力穩(wěn)定后,停止注入氦氣,關(guān)閉第一閥門(mén),記錄第一
參比室內(nèi)的壓力P參1巖;
(3)打開(kāi)第二閥門(mén),第一參比室內(nèi)的氣體進(jìn)入樣品室中,當(dāng)?shù)谝粎⒈仁液蜆悠肥覂?nèi)的壓
力穩(wěn)定后,記錄第一參比室內(nèi)的壓力P參1巖′和樣品室內(nèi)的壓力P樣巖;
(4)根據(jù)物質(zhì)平衡原理和氣體狀態(tài)方程PV=znRT得到公式:
求解得到:
式中,z參1巖、z參1巖′和z樣巖分別對(duì)應(yīng)氣體在壓力為P參1巖、P參1巖′和P樣巖時(shí)的氣體壓縮因子,R為氣體常數(shù),常用8.314J/(mol·k),T為氣體所處溫度。
4.如權(quán)利要求1所述的一種可精確控壓的氣體吸附解析方法,其特征在于:所述步驟5)
中,計(jì)算樣品室內(nèi)的壓力達(dá)到每個(gè)吸附平衡目標(biāo)壓力時(shí)巖石樣品對(duì)氣體的吸附量,包括以
下步驟:
(1)對(duì)氣體吸附解析裝置進(jìn)行抽真空操作后,將第一參比室、樣品室和第二參比室沒(méi)于
油浴槽中,待其溫度達(dá)到指定實(shí)驗(yàn)溫度T并恒定后,關(guān)閉第二閥門(mén)、第三閥門(mén)和第四閥門(mén);
(2)通過(guò)氣體注入系統(tǒng)向第一參比室注入氣體,當(dāng)?shù)谝粎⒈仁覂?nèi)的壓力穩(wěn)定后,停止注
入氣體,關(guān)閉第一閥門(mén),記錄第一參比室內(nèi)的壓力P參1注i;
(3)打開(kāi)第二閥門(mén),氣體由第一參比室等溫膨脹進(jìn)入樣品室,當(dāng)?shù)谝粎⒈仁液蜆悠肥覂?nèi)
的壓力穩(wěn)定后,記錄第一參比室的壓力P參1i和樣品室內(nèi)的壓力P樣i,關(guān)閉第二閥門(mén);
(4)判斷樣品室內(nèi)的壓力P樣i與第i個(gè)吸附平衡目標(biāo)壓力Pi之間的大小關(guān)系;若P樣i>Pi,
進(jìn)入步驟(5);若P樣i<Pi,進(jìn)入步驟(6);若P樣i=Pi,記錄第一參比室的壓力P參1i′和第二參比室內(nèi)的壓力P參2i,進(jìn)入步驟(7);
(5)打開(kāi)第三閥門(mén),樣品室內(nèi)的氣體等溫膨脹進(jìn)入第二參比室內(nèi),樣品室內(nèi)壓力減小,
關(guān)閉第三閥門(mén),返回步驟(4);
(6)打開(kāi)第一閥門(mén),向第一參比室內(nèi)注入氣體,使第一參比室內(nèi)的壓力大于樣品室內(nèi)的
壓力,當(dāng)?shù)谝粎⒈仁覂?nèi)的壓力穩(wěn)定后,記錄此時(shí)第一參比室內(nèi)的壓力P參1注i′;打開(kāi)第二閥門(mén),
第一參比室內(nèi)的氣體進(jìn)入樣品室內(nèi),樣品室內(nèi)壓力增加,關(guān)閉第二閥門(mén),返回步驟(4);
(7)對(duì)第二參比室進(jìn)行抽真空操作,直至第二參比室內(nèi)的壓力為0;
(8)重復(fù)步驟(2)~步驟(7),直到樣品室內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)計(jì)的最高的吸附平衡目標(biāo)壓
力;
(9)計(jì)算當(dāng)樣品室內(nèi)的壓力等于吸附平衡目標(biāo)壓力Pi時(shí),巖石樣品對(duì)氣體的吸附量。
5.如權(quán)利要求4所述的一種可精確控壓的氣體吸附解析方法,其特征在于:所述步驟
(9)中,計(jì)算當(dāng)樣品室內(nèi)的壓力等于吸附平衡目標(biāo)壓力Pi時(shí)巖石樣品對(duì)氣體的吸附量如下:
①當(dāng)樣品室內(nèi)的壓力等于第1個(gè)吸附平衡目標(biāo)壓力P1時(shí),巖石樣品對(duì)氣體的吸附量為:
式中,n吸1為在樣品室內(nèi)的壓力為P1時(shí)巖石樣品吸附的單組份氣體的物質(zhì)的量;z參1注1、
z參11、z參1注1′、z參11′、z參2注1和z1分別對(duì)應(yīng)氣體在壓力為P參1注1、P參11、P參1注1′、P參11′、P參2注1和P1時(shí)的氣體壓縮因子,ρ氣為吸附相氣體的密度,M氣為氣體的摩爾質(zhì)量,R為氣體常數(shù),常用8.314J/
(mol·k),T為氣體所處溫度;
②當(dāng)i≥2,樣品室內(nèi)的壓力等于第i個(gè)吸附平衡目標(biāo)壓力Pi時(shí),巖石樣品對(duì)氣體的吸附
量為:
式中,ni-1為在樣品室內(nèi)的壓力為Pi-1時(shí)樣品室內(nèi)氣體的物質(zhì)的量;n吸i為在樣品室內(nèi)的
壓力為Pi時(shí)巖石樣品吸附的單組份氣體的物質(zhì)的量;z參1注i、z參1i、z參1注i′、z參1i′、z參2注i和zi分別對(duì)應(yīng)氣體在壓力為P參1注i、P參1i、P參1注i′、P參1i′、P參2注i和Pi時(shí)的氣體壓縮因子。
6.如權(quán)利要求1所述的一種可精確控壓的氣體吸附解析方法,其特征在于:所述步驟6)
中,計(jì)算在樣品室內(nèi)的壓力達(dá)到每個(gè)解析平衡目標(biāo)壓力時(shí)巖石樣品對(duì)氣體的吸附量,包括
以下步驟:
(1)觀察第一參比室內(nèi)的壓力,若第一參比室內(nèi)的壓力小于解析平衡目標(biāo)壓力Pk,則打
開(kāi)第一閥門(mén),通過(guò)氣體注入系統(tǒng)向第一參比室注入氣體,當(dāng)?shù)谝粎⒈仁覂?nèi)的壓力穩(wěn)定后,停
止注入氣體,關(guān)閉第一閥門(mén),記錄第一參比室內(nèi)的壓力P參1注k;若第一參比室內(nèi)的壓力大于解
析平衡目標(biāo)壓力Pk,記錄第一參比室內(nèi)的壓力P參1注k,則直接進(jìn)入步驟(2);
(2)緩慢打開(kāi)第三閥門(mén),樣品室內(nèi)的氣體進(jìn)入第二參比室內(nèi),樣品室內(nèi)的壓力減小,巖
石樣品對(duì)氣體發(fā)生解析作用,待樣品室內(nèi)的壓力穩(wěn)定后,記錄樣品室內(nèi)的壓力P樣k,關(guān)閉第
三閥門(mén);
(3)判斷樣品室內(nèi)的壓力P樣k與第k個(gè)吸附平衡目標(biāo)壓力Pk之間的大小關(guān)系;若P樣k>Pk,
則由樣品室進(jìn)入第二參比室內(nèi)的氣體量偏小,進(jìn)入步驟(4);若P樣k<Pk,則由樣品室進(jìn)入第
二參比室內(nèi)的氣體量偏大,進(jìn)入步驟(5);若P樣k=Pk,記錄第一參比室的壓力P參1k和第二參
比室內(nèi)的壓力P參2k,進(jìn)入步驟(6);
(4)打開(kāi)第三閥門(mén),樣品室內(nèi)的氣體進(jìn)入第二參比室內(nèi),樣品室內(nèi)的壓力減小,關(guān)閉第
三閥門(mén),返回步驟(3);
(5)打開(kāi)第二閥門(mén),第一參比室內(nèi)的氣體進(jìn)入樣品室內(nèi),樣品室內(nèi)的壓力增加,關(guān)閉第
二閥門(mén),返回步驟(3);
(6)關(guān)閉第三閥門(mén),對(duì)第二參比室進(jìn)行抽真空操作,直至第二參比室內(nèi)的壓力為0;
(7)重復(fù)步驟(1)~步驟(6),直到樣品室內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)計(jì)的最低的解析平衡目標(biāo)壓
力;
(8)計(jì)算當(dāng)樣品室內(nèi)的壓力等于解析平衡目標(biāo)壓力Pk時(shí),巖石樣品對(duì)氣體的吸附量。
7.如權(quán)利要求6所述的一種可精確控壓的氣體吸附解析方法,其特征在于:所述步驟
(8)中,當(dāng)樣品室內(nèi)的壓力等于解析平衡目標(biāo)壓力Pk時(shí),巖石樣品對(duì)單組份氣體的吸附量
為:
式中,nk-1為在樣品室內(nèi)的壓力為Pk-1時(shí)樣品室內(nèi)氣體的物質(zhì)的量,其中,當(dāng)k=1時(shí),nk-1
為巖石樣品對(duì)氣體發(fā)生第一次解析作用前樣品室內(nèi)氣體的物質(zhì)的量;n吸k為在樣品室內(nèi)的
壓力為Pk時(shí)巖石樣品吸附的氣體的物質(zhì)的量;z參1注k、z參1k、z參2k和zk分別對(duì)應(yīng)氣體在壓力為
P參1注k、P參1k、P參2k和Pk時(shí)的氣體壓縮因子;ρ氣為吸附相氣體的密度,M氣為氣體的摩爾質(zhì)量;R為氣體常數(shù),常用8.314J/(mol·k),T為氣體所處溫度。
8.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述可精確控壓的氣體吸附解析方法的氣體吸
附解析裝置,其特征在于:它包括氣體注入系統(tǒng)、第一真空泵、第一參比室、樣品室、第二參
比室、第二真空泵、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和溫度傳感器;所述
氣體注入系統(tǒng)與所述第一真空泵并聯(lián)后的輸出端通過(guò)氣體管道連接所述第一參比室的進(jìn)
氣口,所述第一參比室的出氣口通過(guò)氣體管道連接所述樣品室的進(jìn)氣口,所述樣品室的出
氣口通過(guò)氣體管道連接所述第二參比室的進(jìn)氣口,所述第二參比室的出氣口通過(guò)氣體管道
連接所述第二真空泵;所述第一壓力傳感器設(shè)置在所述第一參比室上,所述第二壓力傳感
器和所述溫度傳感器設(shè)置在所述樣品室上,所述第三壓力傳感器設(shè)置在所述第二參比室
上。
9.如權(quán)利要求8所述的氣體吸附解析裝置,其特征在于:所述氣體注入系統(tǒng)包括第一氣
體注入管道和第二氣體注入管道,所述第一氣體注入管道和所述第二氣體注入管道都并聯(lián)
至所述氣體注入系統(tǒng)與所述第一真空泵的輸出端。
10.如權(quán)利要求8或9所述的氣體吸附解析裝置,其特征在于:位于所述氣體注入系統(tǒng)與
所述第一真空泵的輸出端氣體管道上設(shè)置有第一閥門(mén);位于所述第一參比室與所述樣品室
之間的氣體管道上設(shè)置有第二閥門(mén);位于所述樣品室與所述第二參比室之間的氣體管道上
設(shè)置有第三閥門(mén);位于所述第二參比室與所述第二真空泵之間的氣體管道上設(shè)置有第四閥
門(mén)。
標(biāo)題 | 發(fā)布/更新時(shí)間 | 閱讀量 |
---|---|---|
一種發(fā)熱設(shè)備的熱能回收裝置 | 2020-05-20 | 103 |
具有內(nèi)置于汽缸的活動(dòng)室的利用壓縮空氣和/或附加能源的單和/或雙能源發(fā)動(dòng)機(jī) | 2020-05-20 | 696 |
發(fā)動(dòng)機(jī) | 2020-05-18 | 268 |
螺旋壓縮膨脹制冷機(jī) | 2020-05-20 | 732 |
一種等溫壓縮空氣儲(chǔ)能前置絕熱增發(fā)裝置 | 2020-05-16 | 949 |
包括等溫膨脹的超臨界循環(huán)方法及包括用于該循環(huán)方法的液壓式能量提取的自由活塞熱機(jī) | 2020-05-14 | 680 |
以再加熱等溫膨脹使理論效率達(dá)百分之六十的中型太陽(yáng)能發(fā)動(dòng)機(jī)和方法 | 2020-05-14 | 952 |
一種實(shí)現(xiàn)氣體等溫壓縮膨脹的活塞裝置 | 2020-05-12 | 530 |
一種等溫壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)及方法 | 2020-05-16 | 312 |
空氣能等溫蓄冷發(fā)動(dòng)機(jī) | 2020-05-17 | 613 |
高效檢索全球?qū)@?/div>專(zhuān)利匯是專(zhuān)利免費(fèi)檢索,專(zhuān)利查詢(xún),專(zhuān)利分析-國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利查詢(xún)檢索分析平臺(tái),是提供專(zhuān)利分析,專(zhuān)利查詢(xún),專(zhuān)利檢索等數(shù)據(jù)服務(wù)功能的知識(shí)產(chǎn)權(quán)數(shù)據(jù)服務(wù)商。
我們的產(chǎn)品包含105個(gè)國(guó)家的1.26億組數(shù)據(jù),免費(fèi)查、免費(fèi)專(zhuān)利分析。
分析報(bào)告專(zhuān)利匯分析報(bào)告產(chǎn)品可以對(duì)行業(yè)情報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理分析,涉及維度包括行業(yè)專(zhuān)利基本狀況分析、地域分析、技術(shù)分析、發(fā)明人分析、申請(qǐng)人分析、專(zhuān)利權(quán)人分析、失效分析、核心專(zhuān)利分析、法律分析、研發(fā)重點(diǎn)分析、企業(yè)專(zhuān)利處境分析、技術(shù)處境分析、專(zhuān)利壽命分析、企業(yè)定位分析、引證分析等超過(guò)60個(gè)分析角度,系統(tǒng)通過(guò)AI智能系統(tǒng)對(duì)圖表進(jìn)行解讀,只需1分鐘,一鍵生成行業(yè)專(zhuān)利分析報(bào)告。