[发明专利]二氧化碳水合物可视化实验装置及其实验方法

权利要求书

1.二氧化碳水合物可视化实验装置，其特征在于，包括反应釜，所述的反应釜内设有磁力搅拌，侧壁设有可视镜；反应釜的夹套通过循环泵连接有恒温水浴系统，反应釜的进气口连接供气单元，供气单元包括储气瓶、缓冲罐，储气瓶和缓冲罐连接的管路上设置有压力表、温度表以及减压阀；缓冲罐还通过单向阀连接加湿器；缓冲罐通过增压泵、压力表、单向阀、流量计连接反应釜的进气口；

反应釜的第一出气口依次连接阀门、压力表和真空泵；

反应釜的第二出气口依次连接阀门、流量计、压力表、温度计、气液分离器，气液分离器连接空压机，空压机连接缓冲罐；第二出气口和进气口之间连接有压力传感器；

反应釜的进水口通过流量计、进水阀、平流泵、压力表、温度表连接储水槽；

反应釜内的压力传感器和温度传感器分别与数据采集系统连接。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳水合物可视化实验装置的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)打开恒温水浴系统；

在开启恒温水浴系统前，首先检查恒温水浴系统系统的状态和液位，打开恒温水浴系统冷却液进出口阀，开启冷却液循环水泵，开始预冷反应釜；打开恒温水浴系统的加热器、温度控制器，控制反应釜夹套内的液体温度；

2)清洗反应釜和充注反应物；

清洗反应釜主要是清除反应釜内的杂质，先使用自来水清洗，直到反应釜壁上没有成股的水流，再使用实验用蒸馏水清洗两遍，然后根据具体实验从储水槽加注反应所需的水量至可视镜处，停止加注并测量加注的水量，关闭进水阀；

3)注入CO₂；

在加注气体前首先打开数据采集系统并设定实验温度，监控反应釜内的压力和温度；开启真空泵，抽吸反应釜内水相和气相的空气，等气相温度达到设定温度后停止真空泵，开始通过供气单元进气，记录反应前的进气总量；

4)当反应釜内压力和温度达到实验要求后，将磁力搅拌转速调至实验值，开始计时并采集数据；实验过程中温度和压力由数据采集系统监控，CO₂气体瞬时及累计流量由气体流量计记录，同时在可视镜中可观察水合物形成过程中的形态变化；

5)反应完成后，结束实验；停止数据采集，关闭磁力搅拌、供气单元和恒温水浴系统的循环泵。