[发明专利]一种微生物原位分解煤炭的模拟实验系统

权利要求书

1.一种微生物原位分解煤炭的模拟实验系统，其特征在于：包括煤样反应系统、应力加载系统、气体接入系统、温度控制系统、菌液储存及注入系统以及气液分离系统，所述的煤样反应系统包括系统基座（26）、实验箱体（1）、保温层①（2）、保温层②（3）、反应台（4）和原煤试件（5），反应台（4）和原煤试件（5）位于实验箱体（1）内部，反应台（4）上设置原煤试件（5），实验箱体（1）外侧设置有保温层①（2）和保温层②（3），保温层①（2）与实验箱体（1）之间填充有油，实验箱体（1）内部通过注气管（6）与气体接入系统相连；原煤试件（5）顶部通过气腔（7）和压力元件①（8）与应力加载系统相连，实验箱体（1）内部通过菌液注入管（9）与菌液储存及注入系统连通；反应台（4）底部与气液分离系统相连；实验箱体（1）内侧安装有热元件（12），热元件（12）与温度控制系统相连。

2.根据权利要求1所述的微生物原位分解煤炭的模拟实验系统，其特征在于：所述的气体接入系统包括气体钢瓶（13）、减压阀（14）、气体质量流量计（15）、针型控制阀①（16）、止逆阀①（17）和进气管（6），气体钢瓶（13）出口通过减压阀（14）连接气体质量流量计（15），气体质量流量计（15）通过注气管（6）与实验箱体（1）内部连通，注气管（6）上设置有针型控制阀①（16）和止逆阀①（17）。

3.根据权利要求1所述的微生物原位分解煤炭的模拟实验系统，其特征在于：所述的应力加载系统包括气体钢瓶（13）、减压阀（14）、气体质量流量计（15）、针型控制阀②（18）、压力传感器（19）、进气管②（20）、气腔（7）、压力元件①（8）以及压力元件②（37），气体钢瓶（13）出口通过减压阀（14）连接气体质量流量计（15），气体质量流量计（15）通过进气管②（20）与设置在实验箱体（1）内部的气腔（7）连接，进气管②（20）上设置有压力传感器（19），气腔（7）竖向设置，气腔（7）内设置有活塞（21），活塞（21）端部延伸到气腔（7）外与压力元件①（8）连接，压力元件①（8）设置在原煤试件（5）顶部。

4.根据权利要求1所述的微生物原位分解煤炭的模拟实验系统，其特征在于：所述的菌液储存及注入系统包括菌液（22）、注液泵（23）、止逆阀②（24）、针型控制阀③（25）和菌液注入管（9），注液泵（23）通过菌液注入管（9）与实验箱体（1）内部连接，菌液注入管（9）上设置止逆阀②（24）和针型控制阀③（25），注液泵（23）与菌液（22）连接。

5.根据权利要求1所述的微生物原位分解煤炭的模拟实验系统，其特征在于：所述的气液分离系统包括过滤网（10）、导管（11）、针型控制阀④（27）、气液分离器（28）、针型控制阀⑤（29）、针型控制阀⑥（30）、干燥塔（31）和自动萃取仪（32），导管（11）上设置有带有开关阀的排气口（36）和针型控制阀④（27），导管（11）一端连接实验箱体（1），另一端连接气液分离器（28），导管（11）连接实验箱体（1）的一端设置过滤网（10），气液分离器（28）通过导气管（33）和导液管（34）分别与干燥塔（31）和自动萃取仪（32）相连，导气管（33）上设置针型控制阀⑤（29），导液管（34）上设置针型控制阀⑥（30）。

6.根据权利要求1所述的微生物原位分解煤炭的模拟实验系统，其特征在于：所述的温度控制系统包括与热元件（12）通过线路连接的温度控制器（35）。

7.一种如权利要求1和2和3和4和5和6所述的微生物原位分解煤炭的模拟实验系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，

S100～实验前制备煤样，并对实验仪器灭菌；

S200～检验实验系统气密性：检查所有针阀处于关闭状态，打开针型控制阀①、充入氮气0.2Mpa，关闭针型控制阀①，稳定12h后压力值不变视为系统气密性良好；

S300～通过温度控制器设定实验箱体温度；

S400～打开针型控制阀①，打开气体钢瓶，通过气体质量流量计向实验箱体内输入一定量氮气，以满足反应气氛环境，关闭气体钢瓶，关闭针型控制阀①；

S500～打开针型控制阀②，打开气体钢瓶，气体推动气腔内的活塞运动，带动压力元件①向实验煤样加压，通过压力传感器控制实验轴压；

S600～注入目标菌种和营养液，通过注液泵设置菌液加载压力，打开针型控制阀③，启动注液泵，将菌液注入实验煤样；

S700～降解时长为15天，15天后打开针型控制阀④、针型控制阀⑤和针型控制阀⑥，打开气体干燥塔和自动萃取仪收集反应后的气体和液体；

S800～试验结束后将气液分离后的气体、液体，以及实验煤样收集并进行分析，同时关闭所有针型控制阀，打开排气口（36），打开针型控制阀（1），打开气体钢瓶通入氮气，将实验箱体内残余气体排出后，关闭气体钢瓶。