[发明专利]含串联反应釜的置换水下甲烷水合物的实验系统及方法

权利要求书

1.一种含串联反应釜的置换水下甲烷水合物的实验系统，其特征在于：包括串联反应釜，所述串联反应釜包括真空泵（1）、第一可视高压反应釜（13）、第二可视高压反应釜（15）、第七连接阀V7、用来保证上可视高压反应釜与中间连接阀的高温防堵要求的泡沫保温箱（8）、用于调节加热功率的调压器（10），其中可注入适量的去离子水的第一可视高压反应釜（13）与第二可视高压反应釜（15）通过连接管与第七连接阀V7相连形成串联，所述真空泵（1）与第七连接阀V7也连接，所述串联反应釜还包括便于实验人员判断釜内的状态变化情况的监控装置；

所述监控装置包括压力传感器（12、17）和铂热电阻（11、16），所述系统包括采气系统、取样系统、甲烷气瓶（2）、二氧化碳气瓶（3）、数据采集器（19）、高速摄像机（18）、冷光源（14）、气相色谱仪（20）、环境气候箱（7）；可注水串联反应釜与泡沫保温箱（8）置于环境气候箱（7）内，甲烷气体管路、二氧化碳管路以及压力传感器（12、17）和铂热电阻（11、16）均使用接管压帽连接在可注水串联反应釜上，气体管路为气瓶与接管压帽之间的不锈钢管段，压力传感器（12、17）与铂热电阻（11、16）另一端连接在数据采集器（19）上，采气系统与取样系统中的采气瓶与取样器采集气体完毕后连接在气相色谱仪上对产气特性进行分析。

2.根据权利要求1所述的含串联反应釜的置换水下甲烷水合物的实验系统，其特征在于，第一可视高压反应釜（13）与第七连接阀V7的之间设有高温防堵系统，包括调压器（10）、泡沫保温箱（8）、加热带、加热丝，所述加热带与加热丝分别缠绕于第一可视高压反应釜（13）与第七连接阀V7上且接线端连接于调压器（10）上，加热带、加热丝、第一可视高压反应釜（13）以及中间连接阀均设于泡沫保温箱内，调压器位于环境气候箱外部，便于实验人员的操作。

3.根据权利要求2所述的含串联反应釜的置换水下甲烷水合物的实验系统，其特征在于，所述第一可视高压反应釜（13）与第二可视高压反应釜（15）均通过接管压帽接有压力传感器（12、17）与铂热电阻（11、16），用于判断第一可视高压反应釜（13）与第二可视高压反应釜（15）中的状态以及第七连接阀V7的堵塞状况。

4.根据权利要求3所述的含串联反应釜的置换水下甲烷水合物的实验系统，其特征在于，所述取样系统包括真空泵（1）、取样器（9）、第六取样阀V6、第一夹扁弯管，第一夹扁弯管的夹扁部分置于第一可视高压反应釜（13）内用于定量采集反应釜内的气体，另一端与第六取样阀V6连接；第六取样阀V6与取样器（9）连接，取样器（9）在取样前接在真空泵上抽真空处理，取样后将取样器（9）接在气相色谱仪上用以气相组分分析。

5.根据权利要求4所述的含串联反应釜的置换水下甲烷水合物的实验系统，其特征在于，所述采气系统包括采气瓶（22）、压力表（4）、采气阀、三通接头、第二夹扁弯管，所述夹扁弯管部分置于第一可视高压反应釜（13）内，另一端接在第五采气阀V5上；第五采气阀V5、压力表（4）以及第一转接阀V1分别接在三通接头的端口，第一转接阀V1与采气瓶（22）连接，采气前对采气瓶（22）抽真空，采气后将采气瓶（22）进行称重并且接在气相色谱仪上用以测得采气中的甲烷浓度。

6.根据权利要求4或5所述的含串联反应釜的置换水下甲烷水合物的实验系统，其特征在于，取样系统与采气系统分别设置且可同时运行。