[發明專利]一種甲烷水溶量的測定裝置及測定方法

有效

• 申請號: 202110203797.5
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN113008728B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 吳金剛;盧前明;于紅;張帆;陶云奇;郝龍龍;李明
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: G01N7/02
• 分類號: G01N7/02;G01N1/14
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉春成;劉素霞

1.一種甲烷水溶量的測定裝置，其特征在于，所述測定裝置包括：

聯頸瓶，所述聯頸瓶用于盛放液體與甲烷，甲烷溶解于所述液體中，以測量甲烷在液體中的溶解量，所述聯頸瓶上具有刻度線；

甲烷氣源瓶，所述甲烷氣源瓶用于儲存甲烷，所述甲烷氣源瓶通過第一管道與所述聯頸瓶連通；

水源瓶，所述水源瓶用于儲存液體，所述水源瓶通過第二管道與所述聯頸瓶連通，所述第二管道上設置有抽水泵，所述抽水泵用于將液體泵入所述聯頸瓶中；

所述聯頸瓶包括上分瓶、下分瓶與聯通頸；

所述聯通頸設置在上分瓶與下分瓶之間，用于將上分瓶與下分瓶連通起來；

所述上分瓶與下分瓶的體積與外形均相同；

所述聯通頸上設置有刻度線；

所述甲烷氣源瓶通過第一管道與所述下分瓶連通，所述水源瓶通過第二管道與所述下分瓶連通；

所述上分瓶通過第三管道連接有真空泵，所述真空泵用于將所述聯頸瓶抽取為真空狀態；

所述第一管道上設有第一閥門，第二管道上設置有第二閥門，第三管道上設置有第三閥門，所述第一閥門、第二閥門與第三閥門均用于控制管道的通斷；

所述第一管道伸入所述下分瓶的底部，在第一管道的端部連接有導氣管；

所述導氣管上設有多個孔，所述導氣管設置在所述下分瓶中的下部位置；

所述上分瓶上設置有壓力傳感器，所述壓力傳感器用于實時監測所述聯頸瓶內的壓力變化情況；

所述第一管道上設置有流量傳感器，所述流量傳感器用于實時監測甲烷通入所述聯頸瓶中的流量；

所述壓力傳感器與所述流量傳感器均連接數據采集器，所述數據采集器用于計算出通入聯頸瓶內甲烷的體積V。

2.根據權利要求1所述的甲烷水溶量的測定裝置，其特征在于，所述第一管道上設置有調壓閥，所述調壓閥用于調節甲烷氣源瓶通向所述聯頸瓶的氣體壓力。

3.根據權利要求2所述的甲烷水溶量的測定裝置，其特征在于，所述測定裝置還包括水浴箱，所述聯頸瓶設置于水浴箱中；

所述水浴箱為數顯恒溫水浴箱。

4.根據權利要求3所述的甲烷水溶量的測定裝置，其特征在于，所述下分瓶的底部設置有排污管，所述排污管上設置有排污閥，所述排污閥用于控制所述排污管的通斷。

5.根據權利要求4所述的甲烷水溶量的測定裝置的測定方法，其特征在于，所述測定方法包括以下步驟：

步驟S1，關閉第一閥門、第二閥門與排污閥，開啟第三閥門，啟動真空泵，將聯頸瓶內的空氣抽至真空狀態；

步驟S2，關閉第三閥門，開啟第二閥門，打開抽水泵將液體泵入到聯頸瓶內，待水面到達聯通頸的零刻度位置后，關閉抽水泵與第二閥門，記錄注入水的體積V₁；

步驟S3，開啟水浴箱，使聯頸瓶內液體的溫度升到T₁；

步驟S4，開啟第一閥門，將調壓閥的壓力值調至P₁，甲烷氣源瓶中的甲烷氣體通入聯頸瓶中，待壓力傳感器和流量傳感器在數據采集器上顯示的數值穩定，關閉第一閥門；

步驟S5，計算甲烷氣體的溶解量Q₁，甲烷溶于水后，下分瓶中的水面上漲，讀取聯通頸中的刻度，然后聯通頸的總容積減去讀取的數值得到體積S，經流量傳感器的流量數據計算出通入聯頸瓶內的甲烷體積V，在壓強P₁、溫度T₁狀態下，甲烷氣體在水中的溶解量Q₁為：Q₁=V－V₁－S；

步驟S6，保持聯頸瓶中壓強P₁不變，將水浴箱溫度調為T₂，T₃……T_n，根據步驟S5中公式可得出，在壓強P₁、溫度分別為T₂，T₃……T_n時，甲烷氣體在水中的溶解量Q₂，Q₃……Q_n；

步驟S7，將溫度保持在T₁不變，調節調壓閥，使氣體壓力值調整至P₂，P₃……P_n，重復步驟S1-S5，得出，在溫度T₁，壓力分別為P₂，P₃……P_n狀態時，甲烷氣體在水中的溶解量q₂，q₃……q_n；

步驟S8，試驗結束后，打開排污閥，通過排污管排出污水。