[发明专利]一种脱气装置及其应用

说明书

技术领域

本发明属于海洋技术领域。更具体地，涉及一种用于海水的脱气装置。

背景技术

海底天然气水合物的勘查主要是依靠地球物理方法即似海底反射层BSR来推断天然气水合物的存在来进行的。不过研究资料表明,天然气水合物的存在和BSR的出现并非一一对应，BSR仅代表了天然气水合物下方甲烷气泡的存在，而不是天然气水合物的直接显示。大洋钻探计划ODP164航次的资料也表明，在有些采集到天然气水合物的地方没有出现BSR，而出现BSR的地方却不一定存在天然气水合物。2005年牛滨华等从水合物地质学和水合物勘探地震学提供的烃类物质微渗漏的事实、水合物化探自身理论和ODP204航次水合物钻井样品的地球化学分析结果以及南海天然气水合物研究区的化探实践等方面，探讨并阐述了勘查地球化学方法在天然气水合物勘查中的适用性，认为化探方法能够作为从海底沉积物的痕量化学组分的分布上追踪天然气水合物存在的有利证据。因此地球化学技术在寻找天然气水合物以及研究天然气水合物相关特征等方面可以发挥不可替代的作用。

烃类气体是形成天然气水合物的物质基础，是海底天然气水合物的勘查地球化学主要指标之一。沉积物中的烃类气体主要包括微生物气、热解气及两者的混合气。其中，微生物气是绝大部分浅层气和天然气水合物的主要气源，而热解气则是常规天然气藏的主要气源，多数天然气水合物是由微生物气组成的，也有少部分是由热解气或两者的混合气组成的。无论微生物气还是热解气，其主要成分都是甲烷等烃类气体，国际上对天然气水合物地球化学异常的研究主要集中于沉积物、孔隙水和底层海水的烃类气体浓度异常以及C、H同位素组成和烃类气体的比值等方面。烃类气体的高浓度异常可直接识别下伏沉积物中可能存在的天然气水合物，而CH₄/C₂H₆或C₁/(C₂+C₃)的比值和CH₄中δ¹³C可用于判别天然气水合物的来源和成因；沉积物孔隙水Cl^-浓度在垂向上的降低及伴随的δ¹⁸O和δD组成的升高可作为天然气水合物是否存在的重要标志。

在海上船载调查现场，水样品中的气体分离以及对于气体的测试分析一直以来都是现场难以解决的一个难点，因为目前的气液分离方法所需的设施和化学药品比较复杂多样，所需占据的实验室空间也较大，分离所需的时间较长，且设备大多不适合船载漂泊不稳定的环境，通常的做法都是将采集到的水样品进行密封保存，待船舶返航至陆地实验室再进行水样品的气液分离和测试分析工作。但这种做法难以获得船舶现场的一手测试资料，很难第一时间发现水合物存在的异常标志，不利于水合物资源调查与评价工作。

现有海水脱气装置主要包括实验室使用及便携式使用两种类型。其中，实验室类型为真空抽提脱气装置，装置名称为MPPE工艺，该装置主要用于油田工程中，在MPPE工艺中，含烃的水流经一个装满MPPE颗粒的塔。这种颗粒是多孔隙聚合物小球，其中含有一种特殊的提取液，这种稳定的提取液可从水中脱除烃组分，被脱除的烃组分对提取液具有高的亲和力。净化后的水可以重复利用或排放。通过采用低压蒸汽提取烃，可以长期就地再生提取液，提取的烃经过冷凝后通过重力从水相中分离出来。

便携式类型为用于分离水中溶解气体的脱气装置，其系统包括水质处理装置、膜脱气装置、真空收集装置和流程控制装置；处理方法是先以水质处理装置除去环境水中的杂质颗粒，再以膜脱气装置脱出环境水中的溶解气，并将完成脱气后的环境水持续排出；最后将膜脱气装置产生的溶解气体通过真空收集装置输送至气瓶中收集。该装置比较适合环境水中溶解气体的提取。

综上，现有类型脱气装置存在以下缺点：1)操作步骤繁琐，不适合船载现场使用。2)装置体积过大，不适合船载现场使用。3)需要专业人员操作。4)适合较大量样品中溶解气体的分离(样品量≥5L)。

因此，针对现有技术中脱气装置存在的问题，本发明克服了现有技术的缺陷，提供一种适合船载现场使用的脱气装置。该发明填补了船载现场水样品的气液分离这一空白，弥补了水合物资源调查中对于现场采集水化学异常标志的不足。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种脱气装置，该脱气装置装置具有尺寸小、重量小、分离快速、操作简单、易于便携与维护等特点，