[發明專利]適用于太赫茲光譜直接測量的水合物反應釜

有效

• 申請號: 201310163948.4
• 申請日: 2013-05-07
• 公開（公告）號: CN103245540B
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 趙昆;施宏杰;趙嵩卿
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/42
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術領域

本發明是關于一種水合物反應釜，尤其涉及一種適用于太赫茲光譜直接測量的水合 物反應釜。

背景技術

天然氣水合物(俗稱可燃冰)是一種大量存在于自然界的冰狀固體，內部富含大量 甲烷、乙烷等可燃氣體，預計全球天然氣水合物中碳含量為目前全球探明碳儲量的2 倍，被稱為“未來能源”。可燃冰依據組成成分的不同和烷烴含量的差異，具有不同的 開采價值，因此，有必要在開采前對可燃冰進行烷烴的組分和含量分析。利用太赫茲 (Tera?hz)技術對天然氣水合物進行表征是目前新興的表征方法。如發表于Appl?Phys? Express?2(2009)122303的文獻“太赫茲時域光譜用于結構II型氣體水合物” (Treahertz?Time?Domain?Spectroscopy?for?Structure-II?Gas?Hydrates)，該文獻 作者為：Kei?Takeya，Caihong?Zhang，Lwao?Kawayama，Hironaru?Murakami，Peter?Uhd? Jepsen，Jian?Chen，Peiheng?Wu，Kazunari?Ohgaki，and?Masayoshi?Tonouchi等。

但是，迄今為止所做試驗均是事先在反應釜中生成可燃冰，然后從反應釜中取出可 燃冰，在低溫室中壓片，放入低溫室中的測量儀器中測量；由于可燃冰從反應釜中取出 以及測量過程，需要在一個低溫或高壓的低溫室中進行，所述低溫室的搭建和運行都需 要很高的費用，且測量過程也不方便，因此，對太赫茲光譜測量水合物的實驗造成困擾。

由此，本發明人憑借多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種適用于太赫茲光譜 直接測量的水合物反應釜，以克服現有技術的缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于太赫茲光譜直接測量的水合物反應釜，該反應釜 集水合物生產和測量于一體，水合物在反應釜中生成后直接在太赫茲光路中測量，省去 了在低溫室中取出、壓片的步驟，節省了時間和成本，且避免了水合物樣品被干擾的可 能。

本發明的另一目的在于提供一種適用于太赫茲光譜直接測量的水合物反應釜，省略 了低溫室的建立，降低了實驗成本。

本發明的目的是這樣實現的，一種適用于太赫茲光譜直接測量的水合物反應釜，所述 反應釜包括一冷卻殼體，所述冷卻殼體由外殼和在該外殼中橫向設置的一貫通的管道構成； 所述管道的外壁與所述外殼之間形成容納冷卻介質的密封腔體；在所述管道中軸向固定設 有間隔設置的第一石英窗和第二石英窗，所述兩個石英窗的橫截面形狀和尺寸與所述管道 的橫截面形狀和尺寸相同，且石英窗與管道內壁密封固定連接；所述第一石英窗與第二石 英窗之間形成水合物生成空間；所述水合物生成空間密封連通于供氣管和供水管；所述反 應釜還包括有監測水合物生成空間內壓力和溫度的壓力感應元件和溫度感應元件。

在本發明的一較佳實施方式中，所述第一石英窗與第二石英窗之間的管道內壁中固 定套設一定位隔環；所述第一石英窗和第二石英窗相對的內端面分別抵靠在定位隔環的 兩側；所述定位隔環的厚度為0.2～5mm。

在本發明的一較佳實施方式中，所述第一石英窗和第二石英窗的外端面分別由連接 于管道內壁上的第一固定部件和第二固定部件定位和固定。

在本發明的一較佳實施方式中，所述第一石英窗和第二石英窗的軸向內外端面均相 互平行。

在本發明的一較佳實施方式中，所述第一固定部件和第二固定部件為環形結構。

在本發明的一較佳實施方式中，所述管道的橫截面為圓形、矩形或多邊形。

在本發明的一較佳實施方式中，所述冷卻殼體由不銹鋼材料制成。

在本發明的一較佳實施方式中，所述冷卻介質為循環冷卻劑，所述密封腔體頂部設 有循環冷卻劑注入口，所述密封腔體底部設有循環冷卻劑流出口。

在本發明的一較佳實施方式中，所述供氣管連接有供氣閥門、壓力表、減壓閥、流 量計和氣瓶；所述供水管連接有供水閥門；所述壓力感應元件和溫度感應元件連接有控 制及顯示裝置。

在本發明的一較佳實施方式中，位于管道兩端的冷卻殼體側壁上分別設有一保溫薄 片；所述保溫薄片由聚乙烯或石英材料制成；所述保溫薄片兩側平整光滑且與冷卻殼體 側壁緊密接觸；每個保溫薄片內側的管道內分別形成一個密閉保溫腔，所述密閉保溫腔 內充有氮氣或惰性氣體。