全档的高压容量法测定煤的甲烷吸附量.doc

煤的甲烷吸附量测定方法(高压容量法) MT／T 752—1997 中华人民共和国煤炭工业部1997—12—30批准 1998—06—01实施 前言 本标准以国内新型结构类型的实验装置为基础，规定了传统的容量法测定煤的郎格缪(Langmuir)吸附等温线和解吸等温线方法，规定了统一的实验条件，保证高压甲烷吸附量测定结果的可比性和准确性。 本标准的附录A、附录B、附录C和附录D都是标准的附录。 本标准由煤炭工业部科技教育司提出。 本标准由煤炭工业部煤矿安全标准化技术委员会归口。 本标准由煤炭科学研究总院抚顺分院负责起草。 本标准主要起草人：杨思敬、宁德义、刘云生。 本标准委托煤炭工业部煤炭科学研究总院抚顺分院负责解释。 1 范围 本标准规定了用高压容量法测定煤的甲烷吸附量的测定原理、测定装置、测定方法、测定步骤、精密度和结果表述等。 本标准适用于测定煤及其他吸附剂。 2 引用标准 下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准必威体育精装版版本的可能性。 GB／T 211—1996 煤的全水分的测定方法 GB／T 212—1996 煤的工业分析方法 GB／T 217—1996 煤的真相对密度测定方法 3 测定原理 煤中大量的微孔内表面具有表面能，当气体与内表面接触时，分子的作用力使甲烷或其他多种气体分子在表面上发生浓集，称为吸附。气体分子浓集的数量渐趋增多，为吸附过程；气体分子复返回自由状态的气相中，表面上气体分子数量渐趋减少，为脱附过程。表面上气体分子维持一定数量，吸附速率和脱附速率相等时，为吸附平衡。 煤对甲烷的吸附为物理吸附。 当吸附剂和吸附质特定时，吸附量与压力和温度呈函数关系，即 …………………………………(1) 当温度恒定时： ……………………………………(2) 式(2)称为吸附等温线，在高压状态下符合郎格缪(Langmuir)方程： ………………………………(3) 式(3)变换后得一直线方程： ………………………………(4) 式中：T——温度，℃； P——压力，MPa； X——p压力下吸附量，cm3／g； a——吸附常数，当p→∞时，X＝a，即为饱和吸附量，cm3／g； b——为吸附常数，MPa-1。 4 测定装置 4．1 实验装置 实验装置结构如图1所示。主要部件和规格如下： 1—玻璃活塞；2—饱和食盐水量管；3—真空管系；4—放气阀；5—真空抽气控制阀；6—旋片式真空泵；7—高压截止阀；8—真空轨管；9—吸附罐控制阀；10—固态压力传感器；11—吸附罐；121一—电线；13—复合真空计；14—水浴；15—高压空气阀；16—充气罐控制阀；17—铜管或软胶管；18—超级恒温器；19—充气罐；20—多路信号调理器；21—高压气源 图1 实验装置示意图 a)吸附罐：容积50cm3，工作压力8MPa，耐压16MPa； b)高压截止阀：工作压力16MPa，耐压25MPa。密封处要求耐低压4MPa； c)固态压力传感器：测量范围为0～8MPa，精度为0．2％； d)饱和食盐水量管：容积500cm3，分度5cm3，带水准瓶； e)充气罐：容积为吸附罐的1．4倍，耐压16MPa； f)水浴； g)真空系统：φ20mm～40mm玻璃管，带玻璃活塞及真空硅管； h)高纯甲烷气：压力15 MPa，甲烷浓度不低于99％。 4．2 辅助设备 a)复合真空计； b)恒温器：恒温和控温0～100℃±1℃； c)多路信号调理器：压力传感器二次仪表； d)动槽式气压计； e)标准量管；容积200cm3，分度0．5cm3； f)球磨机； g)干燥箱； h)标准筛； i)精密天秤，感量0．0001 g。 5 测定方法 高压容量法测定煤的甲烷吸附量的方法是：将处理好的干燥煤样，装入吸附罐，真空脱气，测定吸附罐的剩余体积，向吸附罐中充入或放出一定体积甲烷，使吸附罐内压力达到平衡，部分气体被吸附，部分气体仍以游离状态处于剩余体积之中，已知充入(放出)的甲烷体积，扣除剩余体积的游离体积，即为吸附体积。重复这样的测定，得到各压力段平衡压力与吸附体积量，连接起来即为吸附等温线。当压力由低向高采取充入甲烷气体方式测试时，得到吸附等温线；反之，压力由高向低采取放出甲烷气体方式测