【技术实现步骤摘要】
甲烷渗漏条件下生物地球化学作用模拟实验系统
本专利技术涉及一种海域天然气水合物伴生生物地球化学作用的科学研究设备和实验教学设备,尤其是海域天然气水合物分解有关的甲烷渗漏及其伴生生物地球化学作用模拟实验装置和实验方法。
技术介绍
能源、环境和发展,属于人类社会进步要协调的重要对象,寻找一种新型清洁能源,是当前处理上述三者关系的重要途径之一。天然气水合物作为一种全新的、潜力巨大的高效清洁能源,受到各国高度关注,被认为是21世纪的替代能源。天然气水合物的稳定性常常受到温度、压力、地温梯度、气体组成、孔隙水盐度等条件的控制,自然条件的变化或人类勘探、开发活动都会引起天然气水合物稳定性破坏而分解,释放出甲烷,在浅表沉积层中形成特有的甲烷渗漏环境,并引起一系列的生物地球化学作用。甲烷生物地球化学作用不仅控制了甲烷向海水(乃至大气)的泄漏,同时还会伴生多种有助于探寻海底水合物藏的地质和地球化学标识。目前有关水合物分解有关的甲烷渗漏及其伴生生物地球化学行为的研究刚刚起步,鉴于甲烷渗漏系统的时空易变性,在对甲烷渗漏区进行采样分析和原位监测基础上,辅以相关的室内实验研究很有必要。国内与海底甲烷渗漏及其伴生效应有关的模拟实验系统不多,已有实验装置都是只能模拟单一的或者部分的实际场地条件,无法准确刻画海底沉积层中的甲烷流动行为,实现其伴生的生物地球化学作用的再现和定量化研究。室内模拟生物地球化学作用是教学必不可少的重要环节,也是室内教学的重要实验手段,室内模拟生物地球化学作用对野外地质工作具有重要的指导意义。目前还没有用于甲烷渗漏条件下生物地球化学作用模拟实验方面的教学设备及模拟 ...
【技术保护点】
一种甲烷渗漏条件下生物地球化学作用模拟实验系统,其特征在于,是由甲烷气源(1)通过管线、阀和法兰经静音空气压缩机(2)、气体增压泵(3)、储气容器(4)、阀控流量计(5)和单流阀(6)与设在恒温箱(17)内的反应釜(10)底部设有的进气口(24)连接,恒温箱(17)内侧壁上部装有甲烷泄漏报警器(8),储气容器(4)通过管线、阀和法兰经回压阀(14)和缓冲罐(15)与手摇泵(16)连接,平流泵(13)通过管线、阀和法兰分别与带活塞的微生物容器(11)和带活塞的海水容器(12)连接,带活塞的微生物容器(11)和带活塞的海水容器(12)分别通过管线、阀和法兰与进气口(24)连接,真空泵(18)通过管线、阀和法兰与与反应釜(10)上部抽真空孔(27)连接,静音空气压缩机(2)、气体增压泵(3)、阀控流量计(5)、单流阀(6)、温度测定传感器(7)、甲烷泄漏报警器(8)、电阻率测定仪(9)、平流泵(13)、回压阀(14)、恒温箱(17)、真空泵(18)、所设调压阀、控制阀和压力传感器分别与控制及显示(19)连接构成。
【技术特征摘要】
1.一种甲烷渗漏条件下生物地球化学作用模拟实验系统,其特征在于,是由甲烷气源(1)通过管线、阀和法兰经静音空气压缩机(2)、气体增压泵(3)、储气容器(4)、阀控流量计(5)和单流阀(6)与设在恒温箱(17)内的反应釜(10)底部设有的进气口(24)连接,恒温箱(17)内侧壁上部装有甲烷泄漏报警器(8),储气容器(4)通过管线、阀和法兰经回压阀(14)和缓冲罐(15)与手摇泵(16)连接,平流泵(13)通过管线、阀和法兰分别与带活塞的微生物容器(11)和带活塞的海水容器(12)连接,带活塞的微生物容器(11)和带活塞的海水容器(12)分别通过管线、阀和法兰与进气口(24)连接,真空泵(18)通过管线、阀和法兰与与反应釜(10)上部抽真空孔(27)连接,静音空气压缩机(2)、气体增压泵(3)、阀控流量计(5)、单流阀(6)、温度测定传感器(7)、甲烷泄漏报警器(8)、电阻率测定仪(9)、平流泵(13)、回压阀(14)、恒温箱(17)、真空泵(18)、所设调压阀、控制阀和压力传感器分别与控制及显示(19)连接构成。2.按照权利要求1所述的甲烷渗漏条件下生物地球化学作用模拟实验系统,其特征在于,反应釜(10)上部设有温度测定口(22)、伞形气液分离器(23)、进出气口(25)、抽真空口(27)和压力测定口,右侧壁设有三个液体取样口(20),左侧壁设有电阻率测定口(21),反应釜(10)内部设有滤网压板(26)构成。3.按照权利要求2所述的甲烷渗漏条件下生物地球化学作用模拟实验系统其特征在于,反应釜(10)上部设有的进出气口(25)通过三通与控制阀(F3)与回压阀(14)间的管线连接,当给反应釜(10)增压时进出气口(25)是进气口,当反应釜(10)内压力大于回压时进出气口(25)是出气口。4.按照权利要求1所述的甲烷渗漏条件下生物地球化学作用模拟实验系统的实验方法,其特征在于,包括以下步骤:a、依照研究区的海水组分,配置模拟海水样品,培育相关微生物溶液,蒸馏水若干,研究区沉积物样品,充足的CH4气源;b、将静音空气压缩机(2)、气体增压泵(3)、阀控流量计(5)、单流阀(6)、温度测定传感器(7)、甲烷泄漏报警器(8)、电阻率测定仪(9)、平流泵(13)、回压阀(14)、恒温箱(17)、真空泵(18)、所设调压阀、控制阀和压力传感器分别与控制及显示(19)连接;并将温度测定传感器(7)置于温度测定口(22)内,电阻率测定仪(9)置于电阻率测定口(21)内;c、打开电源开关,检查电路及传感器是否正常,检查是否有泄漏;d、将带活塞的微生物容器(11)和带活塞的海水容器(12)的活塞置于底部;e、打开反应釜(10)的上盖,加入约1/3体积的沉积物样品,盖上滤网压板26,然后盖上反应釜(10)的上盖,连接与反应釜(10)相连的各管线;f、打开控制阀(F3)、控制阀(F4)、控制阀(F7)、控制阀(...
【专利技术属性】
技术研发人员:许天福,贝科奇,黄桂海,田海龙,曹玉清,
申请(专利权)人:吉林大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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