[实用新型]一种溶液中分离水合物并将其压实成块的装置

说明书

本实用新型提出一种溶液中分离水合物并将其压实成块的装置，包括反应釜、压活塞、探头、活塞连杆、推活塞和压制液压缸，所述反应釜的腔体两端分别设有反应釜端盖，所述反应釜端盖上装有压制液压缸，压制液压缸内设置有推活塞，所述推活塞通过活塞连杆与压活塞相连，压活塞设置在反应釜腔体内，并与反应釜腔体的内壁形成水合物样品制备腔室，所述压活塞上均匀开设有通孔，所述压活塞的前端安装有四氟多孔过滤板。本实用新型在水合物样品合成基本结束后，通过活塞连杆分别推动反应釜腔体两端的压活塞向中间运行挤压水合物样品，从而实现将水合物从水溶液中分离和将分离后的水合物压实成块,极大地降低了制备孔隙度、高品质水合物样品的难度。

技术领域

本实用新型涉及水合物样品制备领域，具体涉及一种在溶液中分离水合物并将水合物压实成块的装置。

背景技术

天然气水合物广泛储存于自然界的大陆边缘海底和永久冻土带沉积物中，具有储量大、分布广、埋藏浅、能量密度高、燃烧清洁无污染等特性，被誉为是未来最有应用前景的新能源之一。但是，由于对天然气水合物的研究还不够完善，天然气水合物还未能达到商业化开采。直接研究自然界中的水合物成本较高，因此通过模拟自然界水合物的生成环境，在实验室中研究水合物的性质特点就很有意义。

天然气水合物是由一种或几种烃类气体和水在低温高压下作用生成的一种非化学计量的笼型化合物。天然气水合物的分子式可以用M﹒nH2O表示，式中M代表气体分子，n为水合指数。研究表明，由于水合物的生成过程中存在铠甲效应和爬壁效应，实验室中合成低孔隙度、高品质的水合物极其困难，尤其是气体和纯水反应的诱导期长、转化率低。纯水中添加表面活性剂对水合物的形成具有明显的促进作用，虽然在生成水合物的过程中表面活性剂并不参与水合反应，但是它容易成为水合物样品中的杂质，从而影响水合物的实验研究。冰粉法合成水合物可以极大地提高水合物转化率，但是此方法合成的水合物样品孔隙度高，用冰粉合成水合物后给予一定的压力挤压样品可以减小其孔隙度，但是研究表明当加压至71MPa时水合物样品中仍有孔隙，并且压力越高对装置的材质等要求越高。

因此，制备不含未转化的水和孔隙气体的低孔隙度、高品质的水合物样品，成为实验研究水合物的导热系数、热扩散率等基本物理性质最棘手的技术难题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种溶液中分离水合物并将其压实成块的装置，能够将水合物从溶液中分离出来并将水合物压实成块，以实现快速地制备低孔隙度、高品质的水合物样品，还可以方便估算样品中水合物的生成量和转化率，并对水合物样品进行原位热物性测试。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

本实用新型提出一种溶液中分离水合物并将其压实成块的装置，包括反应釜、压活塞、探头、活塞连杆、推活塞及压制液压缸，所述反应釜的腔体上部设有上盖，所述上盖设有连通反应釜腔体的充气管，充气管上安装有充气阀，所述反应釜的腔体两端分别设有反应釜端盖，所述反应釜端盖上装有压制液压缸，压制液压缸内设置有推活塞，所述推活塞通过活塞连杆与压活塞相连，压活塞设置在反应釜腔体内，并与反应釜腔体的内壁形成水合物样品制备腔室，所述压活塞上均匀开设有通孔，所述压活塞的前端安装有四氟多孔过滤板。

进一步地，所述反应釜两端压活塞的背面腔体底部设有引流管，两引流管汇合后连接排气排液阀。

进一步地，所述压活塞与四氟多孔过滤板间垫有不锈钢过滤网。

进一步地，所述压活塞上均匀设有固定钻孔，四氟多孔过滤板通过与固定钻孔相适配的螺钉固定在压活塞上。

进一步地，所述反应釜端盖与所述反应釜腔体端部通过螺钉连接,所述反应釜端盖与反应釜内壁接触处设置有密封垫圈。

进一步地，所述反应釜腔体中间位置安装有用于水合物样品热物性测量的探头，所述探头从反应釜上盖插入并固定。