[发明专利]一种超临界CO2

权利要求书

1.一种超临界CO₂萃取煤耦联生物反应产甲烷的试验装置，其特征在于：包括气体储存装置，CO₂液化装置，萃取分离装置，生物液注入装置，原位模拟装置，产物收集器；气体储存装置分别与CO₂液化装置和生物液注入装置相连，CO₂液化装置另一端与萃取分离装置相连，生物液注入装置另一端分别与萃取分离装置和原位模拟装置相连，产物收集器分别与萃取分离装置和原位模拟装置相连；

所述气体储存装置包括CO₂钢瓶和N₂钢瓶；CO₂钢瓶与CO₂液化装置相连，N₂钢瓶与生物液注入装置相连；

所述CO₂液化装置包括依次连接的第一净化器、CO₂贮罐、柱塞泵、第二净化器；第一净化器经第三阀门与CO₂贮罐相连，CO₂贮罐经第四阀门与柱塞泵相连，柱塞泵经第五阀门与第二净化器相连；CO₂钢瓶与第一净化器相连；萃取釜与第二净化器相连；

所述萃取分离装置包括萃取釜、第一分离釜和第二分离釜；萃取釜经第七阀门和第八阀门与第一分离釜相连，第一分离釜经第九阀门与第二分离釜相连；萃取釜入口一端经第六阀门与第二净化器相连，另一端经第十七阀门与生物液储罐相连；夹持器与萃取釜出口相连；第一产物收集器与萃取釜顶部预留开口相连；第一净化器与第二分离釜相连构成循环系统；

所述生物液注入装置包括水箱、压力跟踪泵、生物液储罐；水箱与压力跟踪泵相连，压力跟踪泵经第十二阀门和第十三阀门与生物液储罐相连；生物液储罐出口设置第十四阀门，第十四阀门一端经第十七阀门与萃取釜相连，另一端经第十五阀门与夹持器相连；N₂钢瓶与生物液储罐入口相连；

所述原位模拟装置包括夹持器，恒温箱，手摇泵；夹持器置于恒温箱内，手摇泵与夹持器相连，为夹持器提供轴压和围压；夹持器入口一端经第十四阀门和第十五阀门与生物液储罐相连，另一端经第十九阀门、第十八阀门和第七阀门与萃取釜相连；夹持器出口一端经第六阀门和第二十阀门与第一分离釜相连，另一端经第十六阀门与第二产物收集器相连，

所述产物收集器包括第一产物收集器和第二产物收集器，用于气液产物收集及分离；第一产物收集器经第二十一阀门与萃取釜相连；第二产物收集器经第十六阀门与夹持器相连；

采用上述装置进行超临界CO₂萃取煤耦联生物反应产甲烷的试验方法，处理对象为破碎煤的超临界CO₂萃取耦联生物反应产甲烷试验；具体实施步骤为：

(1)将已经配置好的生物液置于生物液储罐内，然后将生物液储罐入口经第二阀门和第十三阀门与N₂钢瓶相连，生物液储罐出口经第十四阀门和第十七阀门与萃取釜相连；

(2)在萃取釜内放入不同粒度煤粉，然后密闭；

(3)打开第十阀门和第十一阀门，分别打开萃取釜、第一分离釜及第二分离釜的加热开关，对设备进行加热至设定试验值，控温范围为25℃-100℃；

(4)打开第一阀门和第三阀门，使CO₂进入CO₂贮罐中，待CO₂贮罐中压力大于4MPa，打开第四阀门、第五阀门和第六阀门，并启动柱塞泵，使萃取釜中压力达到设定试验值，控压范围为0MPa-50MPa；

(5)开启第七阀门和第八阀门，使第一分离釜压力达到设定试验值后，控压范围为0MPa-50MPa，开启第九阀门，使第二分离釜压力达到设定试验值，控压范围为0MPa-50MPa；

(6)待三釜压力均达到设定值，面板阀门调节至“自动”，自动平衡并维持萃取釜压力，对破碎煤进行萃取；

(7)利用第三接液阀和第四接液阀分别对第一分离釜及第二分离釜的萃取物进行收集；

(8)关闭柱塞泵和所有阀门，并打开第一泄气阀释放萃取釜中压力，待萃取釜压力降为0MPa后关闭第一泄气阀；

(9)开启第二阀门、第十三阀门、第十四阀门和第十七阀门，利用N₂气压将生物液快速注入萃取釜中，开启第二十一阀门，进行生物反应；

(10)第二接液阀用来收集反应液，第一产物收集器用来收集气体，在第一抽气阀处利用注射器来测定所产生气体。