1范圍

本標準規定了煤的高壓容量法等溫吸附試驗方法和煤樣樣品平衡濕度的處理方法。

本標準適用于煙煤和無煙煤對甲烷等氣體吸附能力測定。

2.規范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的*新版本。凡是不注日期的引用文件,其*新版本適用于本標準

GB/T 212—2001 煤的工業分析方法(eqv ISO 11722:1999)

GB 474-1996 煤樣的制備方法(eqv ISO 1988:1975)

3.方法提要

**,將達到平衡水分的一定粒度的煤樣樣品置于密封容器中,測定其在相同溫度、不同壓力條件下達到吸附平衡時所吸附的甲烷等試驗氣體的體積;然后,根據Langmuir單分子層吸附理論,通過理論計算求出表征煤對甲烷等試驗氣體吸附特性的吸附常數— Langmuir體積(VL)、 Langmuir壓力(PL)以及等溫吸附曲線。

4.儀器設備

4.1 等溫吸附裝置

樣品缸;

參考缸;

恒溫控制系統;

溫度監測系統:包括溫度傳感器(精度0.35℃),多通道高精度模數轉換器(16位)等;

壓力監測系統包括壓力傳感器(精度0.01MPa),多通道高精度模數轉換器(16位)等;

數據處理系統:包括微機及數據處理系統。

4.2 平衡濕度測定裝置

真空泵;

真空干燥器;

天平:感量0.1mg;

恒溫系統。

4.3 制樣裝置

粉碎機;

標準篩。

5.試劑

5.1 硫酸鉀過飽和溶液;

5.2 甲烷氣體:純度99.9%;

5.3 氮氣:純度99.9%;

5.4 蒸餾水。

6.樣品的制備

6.1 樣品重量和制樣

按照GB 474-1996執行,粒度0.25mm～0.18mm(60目～80目)。

6.2 工業分析

按照GB/T 212-2001執行。

6.3 煤樣的平衡水分處理

6.3.1 稱取空氣干燥基煤樣,樣重不少于35g(精確到0.1mg)。

6.3.2 將稱重的煤樣置于器皿中,均勻加入適量蒸餾水。

6.3.3 將裝有樣品的器皿放入濕度平衡的密封裝置中,密封裝置底部裝有足量的硫酸鉀過飽和溶液,每隔24h稱重一次,直到相鄰兩次重量變化不超過試樣重量的2%。

式中：

Mc——樣品的平衡水分含量,單位為百分數(%);

G1——平衡前空氣干燥基樣品質量,單位為克(g);

G2——平衡后樣品質量,單位為克(g);

Mad——樣品的空氣干燥基水分含量,單位為百分數(%)。

7.試驗步驟

7.1 試樣裝缸

將預處理達到平衡水分的煤樣準確稱重、迅速裝人樣品缸內。

7.2 氣密性檢查

7.2.1 充氣

向系統充入氦氣,壓力高于等溫吸附試驗*高壓力1MPa。

7.2.2 調節溫度

設置并調節系統溫度,使樣品缸的溫度穩定在儲層溫度或送樣單位要求的溫度。

7.2.3 采集數據

系統采集參考缸和樣品缸的壓力數據,壓力平衡則視為系統氣密性良好。

7.3 自由空間體積測定

7.3.1 調節溫度

設置并調節系統溫度,使樣品缸的溫度穩定在儲層溫度或送樣單位要求的溫度。

7.3.2 充氣

打開氦氣瓶,向系統充入氦氣,調節參考缸壓力值,然后關閉參考缸閥門。

7.3.3 采集數據

打開參考缸閥門與樣品缸閥門,待壓力平衡后便可采集一組數據。自由空間體積測定重復進行三次,三次之間允許誤差為±0.1cm3。

7.3.4 求得煤樣的體積,計算出樣品缸內自由空間體積。

7.4 等溫吸附試驗

7.4.1 *高試驗壓力的確定

*高試驗壓力通常設置為儲層壓力的1.2倍,但*高試驗壓力不得低于8MPa。

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