[發明專利]一種多功能氣體水合物實驗系統

在審

• 申請號: 201710268807.7
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN106969957A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 何俊南;鄧帥;趙力;張月;趙睿愷;李雙俊;劉一楠;王雪穎
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N30/02;G01N21/65
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本發明涉及水合物實驗領域，具體涉及到一種可用于氣體水合物生成/分解/分離/置換的實驗測試系統。

背景技術

氣體水合物是由水和小分子氣體在高壓低溫環境下生成的非化學計量籠形晶體物質，主體分子通過氫鍵相連形成一些多面體的籠孔，從而尺寸合適的客體分子可填充在這些籠孔中，使其具有較好的熱力學穩定性。其中，天然氣水合物是指由水分子和碳氫氣體分子組成的結晶化合物，由于在資源環境中的重要意義而引起世界上許多國家和研究機構的高度重視，已成為當代地球科學和能源領域的熱點，其研究主要涉及能源開采、油氣管道安全、海底地質災害等方面。此外，氣體水合物技術應用前景廣闊，可用于混合氣體分離(如CO₂捕集)、天然氣儲運、海水淡化、蓄冷等領域，因此水合物技術的研究受到越來越多的關注。對氣體水合物的研究離不開實驗研究，而合理有效的實驗系統是水合物實驗研究的基礎和關鍵。

現有關于水合物實驗系統的專利：公開號為CN101458245A的中國專利提出了一種便攜式高壓及氣水合物實驗裝置，能夠精確測量溫度和壓力并方便攜帶。授權公告號為CN201322747Y的中國專利提出了一種天然氣水合物模擬實驗用高壓控制裝置，具有結構簡單、防爆、輸出壓力可調、升壓速度可控、操作方便、性能可靠等特點，能實現天然氣稅額毫無模擬實驗的快速進行。授權公告號為CN201603545U的中國專利提出了一種水合物實驗裝置，便于研究水合物相平衡及形成、分解動力學，具有壓力高，控壓精度高的特點，可進行恒壓、恒容實驗，讀取、采集并保存溫度、壓力、電阻等實驗數據，可直接觀察反應狀態。申請公布號為CN102141560A的中國專利提出了一種可視化氣體水合物實驗裝置，不僅可以實現氣體水合物快速高效生成，還能實現在線實時觀測形成/分解過程中水合物的晶體結構。為天然氣水合物的開采提供指導。申請公布號為CN105136626A的中國專利提出一種天然氣水合物分解螺旋測試裝置，可以全面模擬天然氣水合物顆粒在不同流速、溫度、壓力、粒徑條件下的分解情況。申請公布號為CN106442930A的中國專利提出了一種精確觀測氣體水合物誘導時間的裝置和方法，可以克服通過溫度壓力變化得到誘導時間之后的不足，裝置簡單，便于操作，直觀準確。

以上關于氣體水合物實驗系統的專利大多是針對某一具體問題進行改進，取得了一定的突破，如便于攜帶、便于觀察和精確測量等，但是隨著水合物實驗研究的發展，為了更好地滿足研究要求，水合物實驗系統需要具有更強的綜合性和一定的靈活性，并實現實驗研究的微觀化和可視化，故現有實驗系統有待發展與完善，亟需開發一種多功能氣體水合物實驗系統。

發明內容

本發明的目的是適應水合物實驗研究的發展趨勢，提供一種多功能氣體水合物實驗系統。可實現氣體水合物的快速、高效生成，并在線實時檢測；可完成多種不同類型的實驗(如：合成/分解/分離/置換)，具有較好的綜合性和靈活性；可實現氣體水合物研究的可視化和微觀化，便于對氣體水合物的相關機理進行研究。