[發明專利]多參數可視化海洋氣體水合物生成及分解試驗裝置

有效

• 申請號: 201110322566.2
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN102423662A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 張振國;高蓮鳳;邱常明;王彥鳳
• 申請（專利權）人: 張振國
• 主分類號: B01J3/00
• 分類號: B01J3/00
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所 11210
• 代理人: 張朝元

技術領域

本發明涉及一種試驗裝置，尤其涉及一種多參數可視化海洋氣體水合物生成及分解試驗裝置。

背景技術

海洋氣體水合物的主要成分為甲烷，是海底沉積物中甲烷與水分子在低溫高壓環境下結合形成的一種能源礦產，具有能量密度高、資源量巨大、清潔干凈的特點，是公認的一種二十一世紀新型能源，在資源開發、環境保護和全球氣候變化等方面具有重要的意義。由于受海洋氣體水合物賦存方式和開采技術水平的限制，當前海洋氣體水合物開發通用的幾種方法，如降壓法、熱力法、化學試劑注入法、CO₂置換法、氟氣＋微波法等主要技術，但目前均停留在試驗階段。現有試驗裝置往往只注重海洋氣體水合物生成過程而設計，而相關某一種開采技術所涉及的氣體水合物分解過程的模擬裝置較為缺乏，集成生成―分解過程的試驗裝置幾近空白。

海洋氣體水合物的生成與分解是一個復雜的動態過程，其制約因素為溫度、壓力條件的變化，即低溫、高壓的有機結合，而且各自缺乏明顯的特定邊界條件。現有實驗裝置一般基于探討海洋氣體水合物生成過程及其控制因素，集成分解過程及影響因素的裝置尚未面世。同時，由于海洋氣體水合物賦存需要高壓環境，因此，現有試驗裝置的可視化程度較差，水合物生成過程的實時觀測有待優化和提高。

發明內容

本發明的目的是提供一種多參數可視化海洋氣體水合物生成及分解試驗裝置，以克服現有技術存在的上述不足。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

一種多參數可視化海洋氣體水合物生成及分解試驗裝置，集海洋氣體水合物生成與分解過程于同一高壓容器中，包括反應容器、海水箱、甲烷氣體瓶、空壓機和海洋氣體水合物分解裝置，所述反應容器的外殼上設有若干觀察窗，海洋氣體水合物分解裝置的下部設置在反應容器內，海洋氣體水合物分解裝置的上部從反應容器頂部穿出暴露在反應容器之外，為可更換組件單元，根據實驗要求的不同，可在本接口更換分解裝置；反應容器的底部通過管路分別與甲烷氣體瓶和海水箱連接，反應容器與海水箱的連接管路上設有水泵，反應容器的底部還通過管路和第一球閥與外部空氣連通，用于放液，所述反應容器的側壁上靠近頂端和底端處分別設有液氮出口和液氮進口，其中液氮進口的下方設有溫度控制器，用以調節液氮對反應容器內部海水的溫度冷卻速度；所述反應容器的頂部分別通過管路連接空壓機和第二球閥，第二球閥通過管路與外部空氣連通，空壓機與反應容器的連接管路上設有增壓泵，反應容器的頂部還分別通過線路連接溫度傳感器和壓力傳感器，溫度傳感器和壓力傳感器的探頭分別設置在所述反應容器的內部。

所述反應容器與甲烷氣體瓶的連接管路上設有第一調壓閥，反應容器與增壓泵的連接管路上設有第二調壓閥。

本發明的有益效果為：本裝置結構簡單、緊湊，可以根據不同的實驗需求調整壓力容器內不同大小的溫度－壓力組合條件；集成度、自動化程度高；操作方便；可真實模擬氣體水合物生成所需的水深600m~2000m的壓力環境和???5℃以下的海底溫度環境，同時可以調節氣體水合物生成、分解所需的溫度－壓力平衡條件；設備預留觀測窗口，可視化程度高；同時預留分解裝置更換接口，可以進行不同水合物分解方法的實驗；一方面有助于石油、海洋等相關領域的大學生、研究人員了解海洋氣體水合物的生成過程；另一方面，今后海洋氣體水合物的開采利用，無論采用降壓法、熱力法、化學試劑注入法、CO₂置換法，還是氟氣＋微波法，無一例外都直接與水合物的分解過程相關聯。因此，本發明在注重氣體水合物生成過程的同時，集成致水合物分解的方法、過程及環境參數設定，為今后實際的生產實踐提供技術支持。?

附圖說明

下面根據附圖對本發明作進一步詳細說明。

圖1是本發明實施例所述的多參數可視化海洋氣體水合物生成及分解試驗裝置的結構示意圖。

圖中：

1、反應容器；2、海水箱；3、甲烷氣體瓶；4、空壓機；5、觀察窗；6、海洋氣體水合物分解裝置；7、水泵；8、第一球閥；9、液氮出口；10、液氮進口；11、溫度控制器；12、第二球閥；13、增壓泵；14、溫度傳感器；15、壓力傳感器；16、第一調壓閥；17、第二調壓閥。

具體實施方式