[發明專利]液氮冷凍水合物樣品分解氣體定量進樣系統

有效

• 申請號: 201810071810.4
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108318655B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 程思海;劉梓銳;傅曉洲;龐云天;楊天邦
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 上海知義律師事務所 31304
• 代理人: 李文鳳

本發明公開了一種液氮冷凍水合物樣品分解氣體定量進樣系統，至少包括用于存放天然氣水合物樣品的樣品分解艙和用于存放吸收、溶解二氧化碳氣體的溶液的二氧化碳吸收池；樣品分解艙還設置有二氧化碳進氣通道、出氣通道、用于檢測樣品分解艙內甲烷含量的甲烷檢測儀以及用于檢測樣品分解艙內壓力和溫度的測壓裝置及測溫裝置；二氧化碳進氣通道外接二氧化碳氣體；樣品分解艙與二氧化碳吸收池通過連通于出氣通道的第二通道相連通；二氧化碳吸收池上端部還設置有第三通道，第三通道與載氣進氣通道和氣體定量環連通。本發明結構簡單、操作簡便，檢測結果穩定可靠。

技術領域

本發明涉及一種氣體定量進樣系統，尤其涉及一種液氮冷凍水合物樣品分解氣體定量進樣系統。

背景技術

天然氣水合物又稱“可燃冰”，廣泛分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，天然氣與水在高壓低溫條件下可形成類冰狀的結晶物質，因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”。其資源密度高，全球分布廣泛，具有極高的資源價值，因而成為油氣工業界長期研究的熱點。

隨著我國經濟實力和科學技術的不斷發展，正在大力發展海洋天然氣水合物調查。2017年5月，首次中國海域天然氣水合物試采成功，2017年11月3日，國務院正式批準將天然氣水合物列為新礦種，成為我國第173個礦種。

由于天然氣水合物在常溫常壓下極易分解成水和天然氣，所以實驗室保存的天然氣水合物樣品，需要放于液氮中冷凍保存(在常壓下，液氮溫度為-196℃)。單位質量的天然氣水合物樣品分解時釋放的氣體體積，是衡量天然氣水合物純度的重要指標，對于海底資源量的評估具有重要意義。

按照理論計算，1立方米可燃冰可轉化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。但是由于在液氮中冷凍保存的天然氣水合物取出時，會附帶一定量的液氮，液氮揮發釋放出大量的氮氣，這些氮氣會混入天然氣水合物分解釋放的氣體中，會導致測量結果出現偏差。

因此，本領域技術人員亟需研究一種可以將液氮中的氮氣與天然氣水合物分解釋放的氣體分離，并對天然氣水合物分解釋放的氣體進行定量取樣的系統。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明提出了一種結構簡單、操作方便、性能可靠，可以對液氮冷凍保存的天然氣水合物樣品分解釋放的氣體進行定量進樣的系統。

一種液氮冷凍水合物樣品分解氣體定量進樣系統，至少包括用于存放天然氣水合物樣品的樣品分解艙和用于存放吸收、溶解二氧化碳氣體的溶液的二氧化碳吸收池；所述樣品分解艙還設置有二氧化碳進氣通道、出氣通道、用于檢測樣品分解艙內甲烷含量的甲烷檢測儀以及用于檢測樣品分解艙內壓力和溫度的測壓裝置及測溫裝置；所述二氧化碳進氣通道外接二氧化碳氣體；所述樣品分解艙外接出氣通道，所述樣品分解艙與所述二氧化碳吸收池通過連通于所述出氣通道的第二通道相連通；所述二氧化碳吸收池上端部還設置有第三通道，所述第三通道與載氣進氣通道和氣體定量環連通；所述氣體定量環通過氣體進樣通道與分析儀器相連通。

在一些具體實施方式中，所述樣品分解艙頂部設置有密封蓋，所述甲烷檢測儀、所述測溫裝置和所述測壓裝置分別設置于所述密封蓋上。

在一些具體實施方式中，所述二氧化碳進氣通道位于所述樣品分解艙的底部，所述二氧化碳進氣通道內設置有用于控制所述二氧化碳進氣通道的打開與關閉的控制閥；所述出氣通道位于所述密封蓋上；

在一些具體實施方式中，所述出氣通道與所述第二通道之間設置有第一三通閥，所述第一三通閥將連接于所述樣品分解艙的所述出氣通道分割為第一通道和排氣通道。

在一些具體實施方式中，所述第三通道、所述載氣進氣通道和氣體定量環通過第二三通閥相連通。

在一些具體實施方式中，所述二氧化碳吸收池內的溶液為氫氧化鈉溶液。

在一些具體實施方式中，所述氫氧化鈉溶液的濃度為40％。

本發明的有益效果：