Studio sperimentale della relazione tra la dimensione delle particelle e la capacità di adsorbimento di metano in scisto

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo del gas di scisto sulla relazione tra la dimensione delle particelle e la capacità di adsorbimento dello scisto. Il vantaggio principale di questa tecnica è che il metodo gravimetrico richiede meno parametri e produce risultati migliori in termini di precisione e simulazione della struttura sotterranea reale. Innanzitutto, accendi il computer di bilanciamento delle sospensioni magnetiche e avvia il controller di accoppiamento delle sospensioni magnetiche.

Aprire la bombola del gas a due elio e regolarla approssimativamente alla pressione di uscita appropriata con la valvola di controllo. Quindi, verificare che la manopola del controller di accoppiamento della sospensione magnetica sia in posizione Off. Quindi, accendere il regolatore di temperatura dello strumento, il riscaldatore a bagno d'olio e la pompa del vuoto.

Portare il controller di accoppiamento in posizione Punto zero, attendere uno o due minuti e confermare che le letture siano normali e stabili. Controllare le posizioni del punto di misurazione allo stesso modo. Quindi, impostare il controller sulla posizione del punto zero.

Avviare il software di controllo del sistema. Selezionare il programma di misurazione del bianco e aprire la finestra di configurazione. Assegnare un nome alla misura, selezionare il gas due per utilizzare il gas elio, selezionare un altro fluido e selezionare il bagno di fluido.

Impostare la pressione massima a 70 bar con sette livelli di pressione, la rampa di pressione a due bar al minuto e la temperatura del bagno d'olio a 50 gradi Celsius. Eseguire il programma e calcolare la massa e il volume del contenitore del campione vuoto. Al termine del test in bianco, impostare il setpoint della pressione dell'elio di due gas su un bar.

Avviare il dosaggio del gas per riempire il pool di campioni con elio fino a quando non si avvicina alla pressione atmosferica. Quindi, interrompere il dosaggio del gas. Quindi, abbassare il sensore di temperatura.

Smontare la giacca di cotone isolante e il termostato a doppia parete. Sostenere il termostato a doppia parete quando l'ultima vite viene rimossa. Scaricare il termostato a doppia parete, facendo attenzione a non urtare il tubo di traslazione del sensore con la chiave.

Quindi, smontare il pool di campioni rimuovendo le sei viti simmetricamente. Aprire con cautela il gruppo di campioni. Quindi, controllare se il telaio di bilanciamento dello strumento è in piano.

Per regolare il telaio di bilanciamento, ruotare la manopola del controller di accoppiamento magnetico su Off e sollevare o abbassare con cautela i piedini e le viti di supporto. Una volta che il sistema è bilanciato, estrarre il contenitore del campione e caricare un campione di roccia di scisto pulito e frantumato nel contenitore del campione. Installare il contenitore del campione, quindi impostare l'accoppiamento nella posizione appropriata.

Quindi, reinstallare il sample pool, facendo attenzione a mantenere i bordi all'interno della flangia. Installare le viti simmetricamente e ruotare le viti con una forza delicata e uniforme. Dopo aver installato il sample piscina, provare a installare il termostato a doppia parete per assicurarsi che possa essere installato senza problemi nella successiva misurazione della galleggiabilità.

Una volta confermato, rimuovere il termostato a doppia parete. Quindi, ruotare la manopola del controller di accoppiamento su ciascuna posizione per controllare il bilanciamento. Inserire il sensore di temperatura e installare la guaina di riscaldamento elettrico e il coperchio isolante.

Collegare l'alimentazione elettrica del riscaldamento e accendere l'alimentazione. Quindi, selezionare il programma di pretrattamento nel software dello strumento e aprire il menu di configurazione. Assegna un nome alla misurazione, scegli la fonte del vuoto e seleziona il riscaldamento elettrico.

Impostare la temperatura del campione a 105 gradi Celsius, la temperatura di accoppiamento a 20 gradi Celsius e la durata a 600 minuti. Quindi, eseguire il programma di pretrattamento. Successivamente, spegnere il riscaldamento elettrico e scollegare l'alimentazione.

Rimuovere la guaina del riscaldamento elettrico, inserire il sensore di temperatura e installare il termostato a doppia parete. Avvolgere il termostato con una copertura isolante adesiva. Successivamente, nel software, selezionare il programma di misurazione dell'assetto e aprire la finestra di configurazione.

Impostare la temperatura del bagno d'olio a 50 gradi Celsius. Impostare la pressione massima a 70 bar, la rampa di pressione a due bar al minuto e il numero di gradini di pressione a sette. Quindi, esegui il processo, che di solito richiede dalle cinque alle otto ore.

Successivamente, selezionare il programma di misurazione dell'assorbimento. Se si valuta il desorbimento, mantenere il bagno d'olio a 50 gradi Celsius e impostare 19 punti di pressione, passando da zero bar a 250 bar e tornando a zero bar. Quindi, scegli il gas uno invece del gas due per il gas sperimentale ed esegui il programma.

Se necessario, utilizzare una pompa pressurizzata per aumentare manualmente la pressione del gas sperimentale al valore target. Lasciare terminare il processo prima di rimuovere qualsiasi componente dallo strumento. Due campioni di scisto sono stati frantumati e divisi per la dimensione delle particelle.

Per tutti i campioni, la capacità assoluta di adsorbimento del metano aumentava linearmente con pressioni comprese tra zero e 60 bar. Successivamente, la capacità di adsorbimento assoluta si è gradualmente stabilizzata. L'eccesso di capacità di adsorbimento ha seguito un andamento simile a pressioni più basse, ha raggiunto un massimo di circa 80-100 bar e poi è diminuito con l'aumentare della pressione.

campioni di scisto con particelle di dimensioni di circa 250 micrometri avevano generalmente la più alta capacità di adsorbimento massima assoluta e in eccesso. Ciò è stato attribuito al fatto che la roccia è stata frantumata in particelle più piccole e ai micropori e ai mesopori che si collegano per formare mesopori e macropori, diminuendo l'area superficiale specifica totale dello scisto. Abbiamo avuto questa idea per questo metodo quando abbiamo considerato come le particelle di grandi dimensioni dovrebbero essere utilizzate per esperimenti di adsorbimento isotermico di scisto in diverse regioni.

Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in 24 ore se eseguita correttamente.