第一壓力傳感器示數(shù)穩(wěn)定后，關(guān)閉第一氣動(dòng)閥，依次打開(kāi)第一至第五煤樣罐上的第三氣動(dòng)閥，每次打開(kāi)第三氣動(dòng)閥后待相應(yīng)煤樣罐上的第三壓力傳感器示數(shù)和第一壓力傳感器的示數(shù)一致時(shí)，關(guān)閉該煤樣罐上的第三氣動(dòng)閥并記錄下該煤樣罐上的第三壓力傳感器的示數(shù)，并且再次打開(kāi)第一氣動(dòng)閥，開(kāi)啟高壓氦氣瓶，高壓氦氣經(jīng)第二氣體減壓閥減壓處理后進(jìn)入高溫吸附單元的高壓管內(nèi)，待第一壓力傳感器示數(shù)穩(wěn)定后，關(guān)閉第一氣動(dòng)閥，從而得出第一至第五煤樣罐的自由空間體積;關(guān)閉第一接口，打開(kāi)第五接口，打開(kāi)第四氣動(dòng)閥，開(kāi)啟高壓氦氣瓶，高壓氦氣經(jīng)第二氣體減壓閥減壓處理后進(jìn)入低溫吸附單元的高壓管內(nèi)，待第四壓力傳感器示數(shù)穩(wěn)定后，關(guān)閉第四氣動(dòng)閥，依次打開(kāi)第六至第十煤樣罐上的第六氣動(dòng)閥，每次打開(kāi)第六氣動(dòng)閥后待相應(yīng)煤樣罐上的第六壓力傳感器示數(shù)和第四壓力傳感器的示數(shù)一致時(shí)，關(guān)閉該煤樣罐上的第六氣動(dòng)閥并記錄下該煤樣罐上的第六壓力傳感器的示數(shù)，并且再次打開(kāi)第四氣動(dòng)閥，開(kāi)啟高壓氦氣瓶，高壓氦氣經(jīng)第二氣體減壓閥減壓處理后進(jìn)入低溫吸附單元的高壓管內(nèi)，待第四壓力傳感器示數(shù)穩(wěn)定后，關(guān)閉第四氣動(dòng)閥，從而得出第六至第十煤樣罐的自由空間體積，關(guān)閉所有氣動(dòng)閥和接口 ；
(4)打開(kāi)第一接口、第三接口和第五接口，打開(kāi)第一氣動(dòng)閥、第三氣動(dòng)閥、第四氣動(dòng)閥和第六氣動(dòng)閥，啟動(dòng)真空栗對(duì)高溫吸附單元和低溫吸附單元進(jìn)行脫氣處理，直到真空計(jì)壓力顯示20Pa以下并保持三個(gè)小時(shí)以上，然后關(guān)閉真空栗和所有氣動(dòng)閥及接口，開(kāi)啟高壓甲烷氣瓶，高壓甲烷氣經(jīng)第一氣體減壓閥減壓處理后再經(jīng)高壓氣體增壓栗增壓到試驗(yàn)前由試驗(yàn)人員確定的預(yù)定吸附壓力值儲(chǔ)存在甲烷儲(chǔ)氣罐內(nèi)，打開(kāi)第一接口和第四接口，打開(kāi)第一氣動(dòng)閥和第二氣動(dòng)閥，將預(yù)定吸附壓力值的甲烷氣體充入第一氣體緩沖罐及其連接的高壓管內(nèi)，待第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的示數(shù)穩(wěn)定后，關(guān)閉第一氣動(dòng)閥和第二氣動(dòng)閥，然后記錄下此時(shí)第一壓力傳感器的示數(shù)，依次打開(kāi)第一至第五煤樣罐上的第三氣動(dòng)閥，每次打開(kāi)一個(gè)第三氣動(dòng)閥后待相應(yīng)煤樣罐上的第三壓力傳感器示數(shù)與第一壓力傳感器的示數(shù)相對(duì)穩(wěn)定后，關(guān)閉該煤樣罐上的第三氣動(dòng)閥，并記錄此時(shí)該煤樣罐上的第三壓力傳感器的示數(shù)并關(guān)閉該第三氣動(dòng)閥，保持七個(gè)小時(shí)，使煤樣充分吸附達(dá)到平衡，記錄此時(shí)該煤樣罐上的第三壓力傳感器的示數(shù)，并且打開(kāi)第二氣動(dòng)閥，待第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的示數(shù)穩(wěn)定后，關(guān)閉第二氣動(dòng)閥，從而分別計(jì)算出充入第一至第五煤樣罐內(nèi)的甲烷氣體體積及游離狀態(tài)下的甲烷氣體體積，最終得到第一至第五煤樣罐內(nèi)吸附甲烷氣體體積;關(guān)閉第一接口，打開(kāi)第五接口，打開(kāi)第四氣動(dòng)閥和第五氣動(dòng)閥，將預(yù)定吸附壓力值的甲烷氣體充入第二氣體緩沖罐及其連接的高壓管內(nèi)，待第四壓力傳感器和第五壓力傳感器的示數(shù)穩(wěn)定后，關(guān)閉第四氣動(dòng)閥和第五氣動(dòng)閥，然后記錄下此時(shí)第四壓力傳感器的示數(shù)，依次打開(kāi)第六至第十煤樣罐上的第六氣動(dòng)閥，每次打開(kāi)一個(gè)第六氣動(dòng)閥后待相應(yīng)煤樣罐上的第六壓力傳感器示數(shù)與第四壓力傳感器的示數(shù)相對(duì)穩(wěn)定后，關(guān)閉該煤樣罐上的第六氣動(dòng)閥，并記錄此時(shí)該煤樣罐上的第六壓力傳感器的示數(shù)并關(guān)閉該第六氣動(dòng)閥，保持七個(gè)小時(shí)，使煤樣充分吸附達(dá)到平衡，記錄此時(shí)該煤樣罐上的第六壓力傳感器的示數(shù)，并且打開(kāi)第五氣動(dòng)閥，待第四壓力傳感器和第六壓力傳感器的示數(shù)穩(wěn)定后，關(guān)閉第五氣動(dòng)閥，從而分別計(jì)算出充入第六至第十煤樣罐內(nèi)的甲烷氣體體積及游離狀態(tài)下的甲烷氣體體積，最終得到第六至第十煤樣罐內(nèi)吸附甲烷氣體體積，關(guān)閉所有氣動(dòng)閥和接口； (5)步驟(3)和步驟(4)為吸附甲烷氣體體積測(cè)量方法，使用該方法測(cè)量吸附甲烷氣體體積前，由試驗(yàn)人員確定該方法中高溫吸附單元和低溫吸附單元中第一氣體緩沖罐和第二氣體緩沖罐的N個(gè)預(yù)定吸附壓力值，N為小于10的正整數(shù)，使用吸附甲烷氣體體積測(cè)量方法進(jìn)行N次步驟(3)和步驟(4)，在最低的預(yù)定吸附壓力值條件下，采用所述吸附甲烷氣體體積測(cè)量方法進(jìn)行操作，得到第一至第十煤樣罐內(nèi)吸附的甲烷氣體體積，然后通過(guò)高壓氣體增壓栗將第一氣體緩沖罐和第二氣體緩沖罐的壓力值增高到下一預(yù)定吸附壓力值;在下一預(yù)定吸附壓力值的條件下重得進(jìn)行步驟(3)和步驟(4)，直到N次步驟(3)和步驟(4)的操作完成后，得到N個(gè)預(yù)定吸附壓力值下的第一至第十煤樣罐內(nèi)吸附的甲烷氣體體積；
(6)打開(kāi)第一接口、第三接口和第五接口，打開(kāi)第一氣動(dòng)閥、第三氣動(dòng)閥、第四氣動(dòng)閥和第六氣動(dòng)閥，啟動(dòng)真空栗對(duì)高溫吸附單元和低溫吸附單元進(jìn)行脫氣處理，直到真空計(jì)壓力顯示20Pa以下并保持三個(gè)小時(shí)以上，然后關(guān)閉真空栗和所有氣動(dòng)閥及接口，開(kāi)啟高壓甲烷氣瓶，高壓甲烷氣經(jīng)第一氣體減壓閥減壓處理后再經(jīng)高壓氣體增壓栗增壓到試驗(yàn)前由試驗(yàn)人員確定的預(yù)定解吸壓力值儲(chǔ)存在甲烷儲(chǔ)氣罐內(nèi)，打開(kāi)第一接口和第四接口，打開(kāi)第一氣動(dòng)閥和第二氣動(dòng)閥，將預(yù)定解吸壓力值的甲烷氣體充入第一氣體緩沖罐及其連接的高壓管內(nèi)，待第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的示數(shù)穩(wěn)定后，關(guān)閉第一氣動(dòng)閥和第二氣動(dòng)閥，然后記錄下此時(shí)第一壓力傳感器的示數(shù)，依次打開(kāi)第一至第五煤樣罐上的第三氣動(dòng)閥，每次打開(kāi)一個(gè)第三氣動(dòng)閥后待相應(yīng)煤樣罐上的第三壓力傳感器示數(shù)與第一壓力傳感器的示數(shù)相對(duì)穩(wěn)定后，關(guān)閉該煤樣罐上的第三氣動(dòng)閥，并記錄此時(shí)該煤樣罐上的第三壓力傳感器的示數(shù)并關(guān)閉該第三氣動(dòng)閥，保持七個(gè)小時(shí)，使煤樣充分吸附達(dá)到平衡，記錄此時(shí)該煤樣罐上的第三壓力傳感器的示數(shù)，并且打開(kāi)第二氣動(dòng)閥，待第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的示數(shù)穩(wěn)定后，關(guān)閉第二氣動(dòng)閥，從而分別計(jì)算出充入第一至第五煤樣罐內(nèi)的甲烷氣體體積及游離狀態(tài)下的甲烷氣體體積，最終得到第一至第五煤樣罐內(nèi)吸附甲烷氣體體積;關(guān)閉第一接口，打開(kāi)第五接口，打開(kāi)第四氣動(dòng)閥和第五氣動(dòng)閥，將預(yù)定解吸壓力值的甲烷氣體充入第二氣體緩沖罐及其連接的高壓管內(nèi)，待第四壓力傳感器和第五壓力傳感器的示數(shù)穩(wěn)定后，關(guān)閉第四氣動(dòng)閥和第五氣動(dòng)閥，然后記錄下此時(shí)第四壓力傳感器的示數(shù)，依次打開(kāi)第六至第十煤樣罐上的第六氣動(dòng)閥，每次打開(kāi)一個(gè)第六氣動(dòng)閥后待相應(yīng)煤樣罐上的第六壓力傳感器示數(shù)與第四壓力傳感器的示數(shù)相對(duì)穩(wěn)定后，關(guān)閉該煤樣罐上的第六氣動(dòng)閥，并記錄此時(shí)該煤樣罐上的第六壓力傳感器的示數(shù)并關(guān)閉該第六氣動(dòng)閥，保持七個(gè)小時(shí)，使煤樣充分吸附達(dá)到平衡，記錄此時(shí)該煤樣罐上的第六壓力傳感器的示數(shù)，并且打開(kāi)第五氣動(dòng)閥，待第四壓力傳感器和第六壓力傳感器的示數(shù)穩(wěn)定后，關(guān)閉第五氣動(dòng)閥，從而分別計(jì)算出充入第六至第十煤樣罐內(nèi)的甲烷氣體體積及游離狀態(tài)下的甲烷氣體體積，最終得到第六至第十煤樣罐內(nèi)吸附甲烷氣體體積，關(guān)閉所有氣動(dòng)閥和接口，煤樣達(dá)到吸附平衡后，打開(kāi)第六接口、第七接口、第八接口、第十接口和第九氣動(dòng)閥，依次打開(kāi)第一至第五煤樣罐上的第三氣動(dòng)閥，分別對(duì)第一至第五煤樣罐內(nèi)游離狀態(tài)下的甲烷氣體進(jìn)行排空，每次打開(kāi)一個(gè)第三氣動(dòng)閥后待相應(yīng)煤樣罐上的第三壓力傳感器示數(shù)為零時(shí)，關(guān)閉第九氣動(dòng)閥，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制第一解吸氣體流量計(jì)、第二解吸氣體流量計(jì)、第三解吸氣體流量計(jì)上的第七氣動(dòng)閥以及第八氣動(dòng)閥，首先選取第一解吸氣體流量計(jì)，當(dāng)甲燒氣體流量大于450ml/min時(shí)，計(jì)算機(jī)控制將第一解吸氣體流量計(jì)上的第七氣動(dòng)閥打開(kāi)，通過(guò)第一解吸氣體流量計(jì)測(cè)得解吸出的甲燒氣體體積，當(dāng)甲燒氣體流量在80ml/min-450ml/min之間時(shí)，計(jì)算機(jī)將第二解吸氣體流量計(jì)上的第七氣動(dòng)閥打開(kāi)，通過(guò)第二解吸氣體流量計(jì)測(cè)得解吸出的甲烷氣體體積，當(dāng)甲烷氣體流量在20ml/min-80ml/min之間時(shí)，計(jì)算機(jī)將第三解吸氣體流量計(jì)上的第七氣動(dòng)閥打開(kāi)，通過(guò)第三解吸氣體流量計(jì)測(cè)得解吸出的甲烷氣體體積，當(dāng)甲烷氣體流量小于20ml/min，計(jì)算機(jī)將第八氣動(dòng)閥打開(kāi)，通過(guò)氣排水計(jì)量裝置測(cè)得解吸出的甲烷氣體體積，從而測(cè)得第一至第五煤樣罐內(nèi)解吸出的甲烷氣體體積;然后關(guān)閉第八接口，打開(kāi)第九接口和第九氣動(dòng)閥，依次打開(kāi)第六至第十煤樣罐上的第六氣動(dòng)閥，分別對(duì)第六至第十煤樣罐內(nèi)游離狀態(tài)下的甲烷氣體進(jìn)行排空，每次打開(kāi)一個(gè)第六氣動(dòng)閥后待相應(yīng)煤樣罐上的第六壓力傳感器示數(shù)為零時(shí)，關(guān)閉第九氣動(dòng)閥，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制第一解吸氣體流量計(jì)、第二解吸氣體流量計(jì)、第三解吸氣體流量計(jì)上的第七氣動(dòng)閥以及第八氣動(dòng)閥，通過(guò)第一解吸氣體流量計(jì)、第二解吸氣體流量計(jì)、第三解吸氣體流量計(jì)和氣排水計(jì)量裝置，測(cè)得第六至第十煤樣罐內(nèi)解吸出的甲烷氣體體積，整個(gè)解吸過(guò)程中計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集瞬時(shí)流量和累積流量，并生成數(shù)據(jù)報(bào)表及曲線；
(7)步驟(6)為解吸甲烷氣體體積測(cè)量方法，使用該方法測(cè)量解吸甲烷氣體體積前，由試驗(yàn)人員確定該方法中高溫吸附單元和低溫吸附單元中第一氣體緩沖罐和第二氣體緩沖罐的N個(gè)預(yù)定解吸壓力值，N為小于10的正整數(shù)，使用解吸甲烷氣體體積測(cè)量方法進(jìn)行N次步驟(6)，在最低的預(yù)定解吸壓力值條件下，采用所述解吸甲烷氣體體積測(cè)量方法進(jìn)行操作，得到第一至第十煤樣罐內(nèi)解吸出的甲烷氣體體積，然后通過(guò)高壓氣體增壓栗將第一氣體緩沖罐和第二氣體緩沖罐的壓力值增高到下一預(yù)定解吸壓力值;在下一預(yù)定解吸壓力值的條件下重得進(jìn)行步驟(6)，直到N次步驟(6)的操作完成后，得到N個(gè)預(yù)定解吸壓力值下的第一至第十煤樣罐內(nèi)吸附的甲烷氣體體積。
[0011 ]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、本發(fā)明的高低溫高壓吸附解吸試驗(yàn)裝置包括充氣系統(tǒng)、脫氣系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、解吸系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，充氣系統(tǒng)包括甲烷充氣單元和氦氣充氣單元，甲烷充氣單元利用高壓甲烷氣瓶先通過(guò)第一氣體減壓閥減壓，再經(jīng)高壓氣體增壓栗將甲烷氣體壓力調(diào)節(jié)到試驗(yàn)所需的壓力，并將設(shè)定好壓力值的甲烷氣體充入到甲烷儲(chǔ)氣罐內(nèi)，由甲烷儲(chǔ)氣罐向吸附系統(tǒng)中提供預(yù)定壓力值的甲烷氣體，氦氣充氣單元利用高壓氦氣瓶經(jīng)第二氣體減壓閥減壓處理后通入吸附系統(tǒng)中，用于標(biāo)定各個(gè)煤樣罐的自由空間體積;脫氣系統(tǒng)采用真空栗對(duì)吸附系統(tǒng)進(jìn)行脫氣處理，確保試驗(yàn)過(guò)程中只有甲烷氣體參與到試驗(yàn)中，從而排除其他氣體對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的干擾;溫度控制系統(tǒng)利用高溫單元結(jié)合吸附系統(tǒng)內(nèi)的高溫吸附單元模擬高溫環(huán)境下的甲烷吸附解吸試驗(yàn)，并利用低溫單元結(jié)合吸附系統(tǒng)內(nèi)的低溫吸附單元模擬低溫環(huán)境下的甲烷吸附解吸試驗(yàn)；
2、本發(fā)明的解吸系統(tǒng)采用三個(gè)不同量程的解吸氣體流量計(jì)以及氣排水計(jì)量裝置，在解吸試驗(yàn)初期采用第一解吸氣體流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，隨著解吸氣體的流量降低，依次采用第二解吸氣體流量計(jì)、第三解吸氣體流量計(jì)以及氣排水計(jì)量裝