【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤矿，涉及一种煤吸附解吸co2混合气体压缩因子的计算方法。
技术介绍
1、近年来，由于部分煤矿深部开采致co2灾害比较严重，以及在双碳目标引导下co2致裂增渗技术已成为热点，许多学者对煤层co2、co2/ch4、co2/n2吸附解吸特性进行了广泛研究，结果表明co2、co2/ch4、co2/n2压缩因子是煤的co2、co2/ch4、co2/n2吸附量测定必不可缺的重要参数，测定时必须引入其压缩因子才能计算出吸附量、吸附常数等参数。co2压缩因子常利用状态方程计算获取，不同状态方程所得到的压缩因子不同，即使测量值(压力)相同，计算所得的吸附量值也不同。鲁小凯、吕宝艳、梁龙辉等采用redlich-kwong(r-k)状态方程；郝光旭采用soave-redlich-kwong(s-r-k)状态方程；曹冰采用peng-robinson(p-r)状态方程计算co2压缩因子；张庆贺等研究煤吸附co2及多元混合气体吸附量时明确提出由于多元混合气体的压缩因子是未知量，且无表可查，因此，采用排水法吸附体积测定仪测定多元混合气体的吸附量，避免引入混合气体压缩因子。部分学者借用进口设备试验直接得出co2吸附量,并未提及co2压缩因子是采用何种状态方程计算得到的。
2、目前，研究煤吸附解吸co2压缩因子及其混合气体的文献资料较少，且主要集中在采用不同状态方程直接得到吸附量及吸附等温曲线方面，鲜有学者对工程中常用气体状态方程中适合煤吸附解吸co2压缩因子最优方程开展深入研究。其次，对于高压、超高压下co2压缩因子研究较多，对于中
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种煤吸附解吸co2混合气体压缩因子的计算方法，该方法能够快速准确地直接通过计算器计算出温度为30℃时不同压力下的co2压缩因子。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种煤吸附解吸co2混合气体压缩因子的计算方法，该方法包括以下步骤：
4、s1：收集6种气体状态方程名称、方程形式、基本参数、等价代换方程、等价代换参数，然后进行气体状态方程压缩因子计算；
5、s2：6种气体状态方程为隐函数，均通过数值计算求解，利用python编程批量求解得到温度为30℃，压力为0～8mpa时6种状态方程对应的co2压缩因子z1、z2、z3、z4、z5、z6；
6、s3：对选取m1、m2和m3的3个煤样进行实验，测定7个吸附平衡压力下对应的7个co2吸附体积，分别代入6种co2压缩因子计算3个煤样在7个吸附平衡压力下对应的7个co2吸附co2吸附量；
7、s4：采用langmuir方程分别计算出3个煤样的co2吸附常数并拟合吸附等温线；
8、s5：引入2个判别指标确定出煤吸附解吸co2混合气体压缩因子最优状态方程；
9、s6：应用道尔顿分压定律确定出30℃时0～7.22mpa下co2/ch4、co2/n2混合气体浓度为1：1、2：1、3：1、4：1对应的压缩因子；
10、s7：进行非线性拟合，确定出30℃时0～7.22mpa下co2/ch4、co2/n2浓度为1：1、2：1、3：1、4：1混合气体压缩因子快速计算方程。
11、进一步，所述6种气体为viral、v-d-w、r-k、s-r-k、p-r和童景山。
12、进一步，所述s1具体包括以下步骤：
13、s11：获得气体压缩因子z计算公式为：
14、
15、s12：获得6种状态方程形式为：
16、viral方程形式为：
17、
18、v-d-w方程形式为：
19、
20、r-k方程形式为：
21、
22、s-r-k方程形式为：
23、
24、p-r方程形式为：
25、
26、童景山方程形式为：
27、
28、其中p为压力，单位为mpa；t为温度，单位为k；r为气体常数，单位为j/(mol·k)；v为比容，单位为m3/kg；z为气体压缩因子；ω为偏心因子；下标c为临界参数；r为对比参数；vm为摩尔体积，单位为l/mol；co2气体临界温度tc＝304.1282k、临界压力pc＝7.3773mpa；
29、s13：获得6种状态方程基本参数。
30、进一步，所述s2具体包括以下步骤：
31、s21：利用python编程批量求解得到温度为30℃，即303.15k，压力为0～8mpa时viral、v-d-w、r-k、s-r-k、p-r和童景山6种状态方程对应的co2压缩因子z1、z2、z3、z4、z5、z6；
32、s22：对co2压缩因子z1、z2、z3、z4、z5、z6开展分析，在某压力下出现突变，此突变为co2由气相向液相转变的跨相压力，6个压缩因子最小为0.2110，对应压力为7.22mpa，此压力为co2吸附量测定时最大吸附平衡压力；
33、s23：温度在30℃，压力0.1～8.0mpa范围内，从6种状态方程对应的co2压缩因子中确定存在最小值zmin状态方程，zmin未达到最小值状态方程。
34、进一步，所述s3具体包括以下步骤：
35、s31：实测m1、m2、m3的3个煤样的水分mad、灰分aad、挥发分vdaf、真密度trd、视密度ard和孔隙率f；
36、s32：采用自制设备测定30℃恒温状态下、0.1～7.22mpa范围内7个吸附平衡压力对应的7个co2吸附体积，分别代入6种状态方程得到的co2压缩因子z1、z2、z3、z4、z5、z6、mad、aad、vdaf、trd、ard和f，计算3个煤样在7个吸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种煤吸附解吸CO2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种煤吸附解吸CO2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：所述6种气体为Viral、V-d-W、R-K、S-R-K、P-R和童景山。
3.根据权利要求2所述的一种煤吸附解吸CO2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：所述S1具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种煤吸附解吸CO2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：所述S2具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种煤吸附解吸CO2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：所述S3具体包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种煤吸附解吸CO2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：所述S4具体包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种煤吸附解吸CO2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：所述S5具体包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种煤吸附解吸CO2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：所述S6具体包括以下
9.根据权利要求8所述的一种煤吸附解吸CO2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：所述S7具体包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种煤吸附解吸co2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种煤吸附解吸co2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：所述6种气体为viral、v-d-w、r-k、s-r-k、p-r和童景山。
3.根据权利要求2所述的一种煤吸附解吸co2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：所述s1具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种煤吸附解吸co2混合气体压缩因子的计算方法，其特征在于：所述s2具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种煤吸附解吸co2...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷红艳，赵旭生，杨慧明，曹偈，戴林超，李日富，刘金根，张宪尚，李春妍，桂小玲，黄涛，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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