[實用新型]原位紅外表征氣體水合物生成和分解過程的裝置

有效

• 申請號: 201720175946.0
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN206557089U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 付娟;鄔黛黛;吳能友;蘇秋成;陳佩麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: G01N21/3577
• 分類號: G01N21/3577
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司44001
• 代理人: 方燕,莫瑤江

技術領域

本實用新型屬于原位紅外表征技術領域，具體涉及一種原位紅外表征氣體水合物生成和分解過程的裝置。

背景技術

天然氣水合物形成于低溫高壓條件下，廣泛賦存于大陸邊緣深水盆地的海底沉積物和陸地的永久凍土區，是一種非常規天然氣資源，具有分布廣、儲量大和能量密度高等特征，被視為未來的替代能源之一，引起各國政府和科學界的高度關注。氣體水合物能夠存儲大量氣體，可以用來存儲和運輸氣體，研究氣體水合物生成及分解機理對于天然氣水合物成藏機理、開采及儲運氣體具有重要意義。

氣體水合物的微觀分析已能夠提供結構類型、客體分子組成、籠占有率等水合物的多方面性質參數，為水合物研究提供有價值的信息。氣體水合物取出來在常壓下表征時，容易分解。氣體水合物的原位表征，可無需取出樣品，并對水合物生成分解過程進行分析，目前原位表征氣體水合物的微觀結構變化的手段有原位X射線衍射儀、原位拉曼光譜儀。這些原位表征手段，可以提供水合物生成及分解過程的實時原位分析，但對于二氧化碳籠形結構的分析有所欠缺。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種原位紅外表征氣體水合物生成和分解過程的裝置，本實用新型提出可以在低溫高壓條件下實現氣體水合物的原位紅外分析，獲得氣體水合物的結構信息、生成及分解過程的物質結構及組成變化信息，探索水合物生成及分解機理。

為了實現上述實用新型目的，本實用新型的技術方案如下：

本實用新型的目的是提供一種原位紅外表征氣體水合物生成和分解過程的裝置，包括原位紅外表征部分、與所述的原位紅外表征部分連接的溫度控制部分和氣路控制部分；所述的原位紅外表征部分包括原位紅外池體、設置于所述的原位紅外池體頂部的原位紅外池體蓋和與所述的原位紅外池體連接的紅外光譜儀，所述的原位紅外池體外壁兩側對稱設置有紅外光進口和紅外光出口，所述的紅外光進口和紅外光出口處均設置有硒化鋅窗片，所述的紅外光譜儀發射的紅外光通過紅外光進口的硒化鋅窗片，穿過設置于所述的原位紅外池體內部所檢測的樣品，從紅外光出口的硒化鋅窗片穿出，到達檢測器檢測；所述的原位紅外池體頂端設置有原位池進樣口和原位池出樣口，所述的原位紅外池體外壁設置有循環冷卻液進口和循環冷卻液出口，所述溫度控制部分包括低溫恒溫槽和溫度傳感器，所述的低溫恒溫槽與所述的循環冷卻液進口和所述的循環冷卻液出口分別連接，所述的溫度傳感器一端與所述的低溫恒溫槽連接，另一端貫穿所述的原位紅外池體蓋深入所述原位紅外池體內部設置于兩個硒化鋅窗片中間，所述氣路控制部分包括通過管路依次連通的壓力傳感器、流量計和氣源存儲罐，所述的壓力傳感器與所述的原位池進樣口連接。

優選地，所述的原位紅外池體底部設置有調節所述原位紅外池體方向和高度的底座。

優先地，所述的原位紅外池體外側設置有用于保溫的保溫套。

優選地，所述的氣路控制部分還包括真空泵，所述的真空泵與所述的原位池出樣口通過第一截止閥連接。

優選地，所述的氣路控制部分還包括氣源罐，所述的氣源罐與所述的氣源存儲罐之間設置有減壓閥，所述的氣源存儲罐和所述的流量計之間設置有第二截止閥，所述的流量計和所述的壓力傳感器之間設置有第三截止閥。

優選地，所述的檢測器為MCT檢測器或DGTS檢測器。水溶液選用DGTS檢測器，可達到檢測的目的，若用冰粉合成水合物，檢測器為MCT檢測器。

優選地，所述的紅外光進口和所述的紅外光出口的高度相同。

本實用新型提出的溫度傳感器和壓力傳感器在原位紅外池體的上端，原位紅外池體蓋與原位紅外池體之間設置有密封圈以使密封效果好，紅外光譜儀發射紅外光可以通過原位紅外池體的一端的硒化鋅窗片，穿過樣品，紅外光從另一端硒化鋅穿出，到達檢測器檢測。氣源罐通過輸入管與氣源存儲罐聯通，氣源存儲罐的氣體管依次經過流量計和第三截止閥，與原位紅外池體連接，流量計和高壓截止閥控制氣體輸入流量。原位池出樣口端通過第一截止閥聯通隔膜真空泵。第一截止閥、第二截止閥和第三截止閥均為高壓截止閥，流量計為高壓質量流量計。