[发明专利]液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置及其方法

权利要求书

1.一种液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置，其特征在于，包括样品舱、平衡舱、出气装置、调节阀以及甲烷探测仪，所述样品舱与所述平衡舱连通，所述平衡舱的高度大于所述样品舱的高度；所述出气装置一端与所述样品舱连通，出气装置的另一端设置出气嘴；所述调节阀设置在所述出气装置上，并位于所述出气嘴下方；所述甲烷探测仪一端伸入所述样品舱中，并与所述样品舱连通，所述甲烷探测仪与所述样品舱之间设置有密封装置。

2.根据权利要求1所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置，其特征在于，所述甲烷探测仪与所述样品舱之间设置密封盖，所述密封盖绕所述甲烷探测仪的伸入所述样品舱一端一周设置。

3.根据权利要求1所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置，其特征在于，还包括氧气探测仪，所述氧气探测仪一端伸入所述样品舱中，并与所述样品舱连通，所述氧气探测仪与所述样品舱之间设置密封盖，所述密封盖绕所述氧气探测仪的伸入所述样品舱一端一周设置。

4.根据权利要求3所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置，其特征在于，所述氧气探测仪和所述甲烷探测仪分别位于所述出气装置的两侧。

5.根据权利要求1所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置，其特征在于，还包括气体流量计，所述气体流量计设置在所述出气装置上，并位于所述调节阀下方。

6.根据权利要求1所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置，其特征在于，还包括连通管，所述平衡舱与所述样品舱通过连通管连通，所述连通管的两端分别位于所述平衡舱和所述样品舱的下端。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置，其特征在于，所述平衡舱与所述样品舱平行设置，所述平衡舱底部与所述样品舱底部位于同一水平线上。

8.根据权利要求7所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置，其特征在于，还包括基座，所述平衡舱的底部和所述样品舱的底部分别固定设置与所述基座上。

9.一种液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将混有液氮的天然气水合物样品从液氮罐里取出，置于样品舱中，并往样品舱中注满水，此时，样品舱和平衡舱中的水面保持在同一高度；

2)盖上甲烷探测仪上的密封盖，打开调节阀；在同等温度和压力下，液氮的沸点比天然气水合物分解的温度低，混有液氮的天然气水合物样品中附带的液氮首先挥发成氮气，冒出水面后从出气嘴排出；

3)随着温度上升，天然气水合物样品开始分解释放出甲烷气体，甲烷探测器探测到甲烷浓度增加；此时，关闭调节阀，使天然气水合物样品分解释放的气体聚集于样品舱的顶端，随着释放气体的增加，样品舱的压力也随之增加，样品舱中的水进入平衡舱，使得平衡舱中的水面高于样品舱，为气体排出提供压力；待天然气水合物样品没有气泡产生时，天然气水合物样品完全分解；

4)将抽真空的大气采样袋和出气嘴连接，缓慢打开调节阀，样品舱顶部的气体通过出气嘴收集到大气采样袋中。

10.根据权利要求9所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧方法,其特征在于，在步骤4)后还包括以下步骤：

5)使用气体流量计检测气体通过出气嘴时的流速和总流量；

6)使用氧气探测仪探测是否有氧气混入，是，则进行密封操作；

否，则进入下一步；

7)通过调节阀控制气体流出出气嘴的速度，进行点燃，且使收集的气体在可控状态下燃烧。