[实用新型]一种天然气水合物实验反应釜的温压控制系统

说明书

本实用新型涉及一种天然气水合物实验反应釜的温压控制系统，该系统包括温控器、加热器、数据采集器、电脑、气体钢瓶。气体钢瓶通过管线Ⅰ与反应釜的进气管相连，该管线Ⅰ上分别设有压力计、排气管和截止阀；温控器与加热器相连；温控器与设在反应釜内的铂电阻温度探头相连；反应釜外壁缠有的聚四氟乙烯空芯盘管通过管线Ⅱ依次经连有恒温器、恒温循环泵连接在一起，该恒温器连有隔热补液罐；反应釜的上下端通过循环液管依次经冷却液补液罐、加热器、换热器、低温循环泵连接在一起；换热器连有冷浴；数据采集器分别与压力计、铂电阻温度探头相连；数据采集器和低场核磁共振仪分别与电脑相连。本实用新型可满足天然气水合物实验所需的低温高压条件。

技术领域

本实用新型涉及天然气水合物基础性研究和水合物勘探开采技术领域，尤其涉及一种天然气水合物实验反应釜的温压控制系统。

背景技术

低场核磁共振一般指恒定磁场强度低于0.5T的核磁共振，低场核磁共振的基本原理是通过施加射频脉冲给予处于恒定磁场中的样品，使氢质子发生共振，质子所吸收的射频波能力以非辐射的方式释放后返回基态，此过程被称为弛豫过程。样品内部氢质子所处的物理化学环境及状态会影响到氢质子的弛豫特性，因此处于不同条件下的水就表现出不同的弛豫时间。利用低场核磁共振技术测定能反应自由态的氢质子的弛豫时间，就可描述样品中水分子的运动情况及分布特征。

核磁共振早期主要应用于食品科学领域，主要用来研究食品中水的状态。随着核磁共振技术的不断发展，作为一种现代化仪器分析方法，近年来低场核磁共振技术在化学动力学研究、岩土工程、石油勘探、天然气水合物等方面也开始逐步应用。利用低场核磁共振技术开展天然气水合物的实验研究，提供可靠的核磁信号数据，是对今后自然界天然气水合物的动力学研究和水合物勘探有重要的意义。

低场核磁仪的磁体温度稳定在32℃±0.01℃，仪器的样品腔内不可放置含有铁磁性物质，除样品外不可放入同样含有氢元素的物质，否则样品中的氢质子信号与其他物质的氢核信号无法区分。由于低场核磁的这样的特性，研发一套适用低场核磁的反应釜装置及配套的温压系统是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种满足低温高压条件的天然气水合物实验反应釜的温压控制系统。

为解决上述问题，本实用新型所述的一种天然气水合物实验反应釜的温压控制系统，其特征在于：该系统包括温控器、加热器、数据采集器、电脑、气体钢瓶；所述气体钢瓶通过管线Ⅰ与反应釜的进气管相连，该管线Ⅰ上分别设有压力计、排气管和截止阀；所述温控器通过恒定电流源与所述加热器相连；所述温控器与设在所述反应釜内的铂电阻温度探头相连，该反应釜置于低场核磁共振仪内；所述反应釜外壁缠有的聚四氟乙烯空芯盘管通过管线Ⅱ依次经连有恒温器、恒温循环泵连接在一起，该恒温器连有隔热补液罐；所述反应釜的上下端通过循环液管依次经冷却液补液罐、所述加热器、换热器、低温循环泵连接在一起；所述换热器连有冷浴；所述数据采集器分别与所述压力计、所述铂电阻温度探头相连；所述数据采集器和所述低场核磁共振仪分别与所述电脑相连。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过冷浴、换热器、温控器、恒定电流源、低温循环泵为实验样品提供低温循环控制条件。

2、本实用新型通过隔热循环泵、恒温器为隔热套管提供恒定循环液控制系统，确保磁体温度稳定，同时也为样品的外围提供了保温效果。

3、本实用新型采用热交换的方式为样品控温，为实验研究大大降低了经济成本，适用于低场核磁的循环液较少，氟化液作为符合条件的一种制冷溶液价格较高。由于低温冷浴液（乙二醇）含氢元素不适用于低场核磁仪中样品温度控制，如果直接用冷浴循环氟化液控制样品温度，大大增加氟化液的消耗量，增加实验研究成本；反之通过热交换的方式，用少量的氟化液达到控温效果，降低了实验研究成本，同时起到良好的制冷作用。