[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

说明书

本发明提供一种液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置及其方法，该分解和燃烧装置包括样品舱、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。本发明能够将保存在混有液氮的冷冻天然气水合物样品中的氮气和天然气水合物样品进行分离，且结构简单、操作简便、性能可靠。

技术领域

本发明涉及液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧技术领域，具体地说，涉及一种液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置及其方法。

背景技术

天然气水合物又称“可燃冰”，广泛分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”。其资源密度高，全球分布广泛，具有极高的资源价值，因而成为油气工业界长期研究热点。由于天然气水合物在常温常压下极易分解，所以实验室保存天然气水合物样品，需要放于液氮中冷冻保存(在常压下，液氮温度为-196℃)。

天然气水合物样品的纯度是研究中的一个重要指标，而天然气水合物纯度的测定，需要将天然气水合物从液氮中取出，放置一容器中升温分解，对其升温分解释放出的气体成分进行收集，供后续的实验室测定；或者对分解释放出的气体点燃，由燃烧剧烈程度来初步判断天然气水合物样品的纯度。

因此，液氮中冷冻保存的天然气水合物取出时，会带有一定量的液氮，液氮挥发释放出大量的氮气，这些氮气会混入天然气水合物分解释放的气体，从而严重影响后续的研究工作。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供了一种可将保存在混有液氮的冷冻天然气水合物样品中的氮气和天然气水合物样品进行分离的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置及其方法。

为了实现上述目的，本发明所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置，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。

优选地，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。

优选地，所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置还包括氧气探测仪，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。

优选地，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。

优选地，所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置还包括气体流量计，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。

优选地，所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置，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。

优选地，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。

优选地，所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧装置还包括基座，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。

本发明所述的液氮冷冻天然气水合物样品的分解和燃烧方法包括以下步骤：