深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置与甲烷循环表征方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置，包括连续式流体供应单元、渗漏过程模拟与监测单元、增压单元和数据采集与显示单元；连续式流体供应单元用于生成饱和甲烷流体并微流量地注入到渗漏过程模拟与监测单元中；渗漏过程模拟与监测单元用于模拟与周围环境条件有物质交换的甲烷渗漏过程；增压单元与连续式流体供应单元、渗漏过程模拟与监测单元均相连；数据采集与显示单元与连续式流体供应单元、渗漏过程模拟与监测单元、增压单元电性连接，实现在深海原位温度、压力条件下，采用开放体系模式对甲烷渗漏过程进行连续模拟。本发明专利技术还提出一种甲烷循环表征方法，为准确估算海洋碳循环模式，积极主动应对气候变化提供重要的基础。要的基础。要的基础。

【技术实现步骤摘要】
深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置与甲烷循环表征方法


[0001]本专利技术涉及海洋环境生态工程
，特别是涉及一种深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置与甲烷循环表征方法。

技术介绍

[0002]甲烷是比二氧化碳温室效应强二十多倍的温室气体，研究表明，海底甲烷释放可进入上覆水环境，甚至大气环境。目前全球甲烷和碳循环模型中较少来自海底甲烷释放的估算偏低。主要原因是对海底甲烷的释放的循环模式，尤其是沉积层
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海水界面甲烷复杂的物理
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化学
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生物转换规律认识不清楚。由于深海进入的困难，以及长周期、大范围观测面临成本高，大型仪器装备运维难度大等难题，迫切需要对深海甲烷释放过程进行长周期连续原位模拟、参数在线监测的装置与技术方法，建立准确的海底甲烷循环核算方法。
[0003]现有公开的甲烷核算方法中，大体是废弃物焚烧处理产生的甲烷排放的核算方法等陆地大气环境中的核算方法，虽然可以针对废弃物焚烧处理产生的甲烷排放进行全面有效的核算，以解决现有废弃物焚烧处理产生的温室气体排放核算不全面的问题，建立本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置，其特征在于，包括连续式流体供应单元(1)、渗漏过程模拟与监测单元(2)、增压单元(3)和数据采集与显示单元(4)；其中：所述连续式流体供应单元(1)用于生成饱和甲烷流体并微流量地注入到所述渗漏过程模拟与监测单元(2)中；所述渗漏过程模拟与监测单元(2)用于模拟与周围环境条件有物质交换的甲烷渗漏过程；并通过渗漏模拟实时记录各项环境参数条件，并且取样分析各项溶解性无机碳及各项金属离子含量变化；所述增压单元(3)与所述连续式流体供应单元(1)、渗漏过程模拟与监测单元(2)均相连，保证模拟过程装置内部环境压力稳定一致；所述数据采集与显示单元(4)与所述连续式流体供应单元(1)、所述渗漏过程模拟与监测单元(2)、所述增压单元(3)电性连接，用于实现甲烷渗漏模拟过程中对各个单元进行控制操作及各项环境数据信息的监控、采集和处理，完成对整个甲烷循环的表征过程。2.根据权利要求1所述的深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置，其特征在于，所述连续式流体供应单元(1)包括气液溶解容器(11)、注入泵(12)、低温水浴容器(13)、机械搅拌装置(14)、背压阀(15)、微流泵(16)和海水培养基配置容器(17)；其中：所述气液溶解容器(11)置于低温水浴容器(13)中，保证含甲烷流体进入渗漏过程模拟与监测单元(2)时不会由于温差引起热流扰动，对模拟过程产生影响；气液溶解容器(11)设置有气体进口、液体进口和液体出口；气液溶解容器(11)通过气体进口与所述增压单元(3)相连；气液溶解容器(11)通过液体进口与所述海水培养基配置容器(17)、注入泵(12)依次连接；气液溶解容器(11)通过液体出口与微流泵(16)连接，通过微流泵(16)向所述连续式流体供应单元(1)微流量地注入饱和甲烷流体；所述气液溶解容器(11)内部设置有温度传感器(18)、压力传感器(19)，用于监测气液溶解容器(11)内部的温度及压力数据并发送至所述数据采集与显示单元(4)；所述机械搅拌装置(14)配置在所述气液溶解容器(11)顶部，用于增强气液溶解容器(11)内的溶质溶解；所述背压阀(15)设置在所述气液溶解容器(11)顶部，用于保证气液溶解容器(11)处于设定压力条件下完成溶解过程。3.根据权利要求2所述的深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置，其特征在于，在所述连续式流体供应单元(1)模拟过程中，气液溶解容器(11)的温度设置同所述渗漏过程模拟与监测单元(2)一致，同为海底实际温度，但其压力要监控低于该温度条件下甲烷水合物形成的相平衡压力，避免在气液溶解容器(11)中形成甲烷水合物。4.根据权利要求2所述的深海甲烷渗漏区连续式过程模拟装置，其特征在于，所述渗漏过程模拟与监测单元(2)包括由上部海水环境模拟腔(211)与下部沉积物环境模拟腔(212)两部分法兰连接而成的深海沉积物
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海水界面过程模拟釜(21)、可视窗(22)、多孔烧结板(23)、电阻率测量系统(24)、第二温度传感器(25)、甲烷、二氧化碳传感器(26)、颗粒成像传感器(27)、PID阀(28)和气液收集罐(29)；其中：所述可视窗(22)设置在深海沉积物
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海水界面过程模拟釜(21)上，由上部海水环境模拟腔(211)与下部沉积物环境模拟腔(212)形成沉积物海水界面处，便于观测沉积物
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海水界面甲烷水合物的形成情况；
所述多孔烧结板(23)设置在沉积物海水界面处，用于防止甲烷渗漏过程中，下部沉积物环境模拟腔(212)内的物质在渗流扰动下运移至上部海水环境模拟腔(211)中；所述电阻率测量系统(24)设置在下部沉积物环境模拟腔(212)内，用于监测和计量甲烷渗漏模拟过程中，沉积物内甲烷水合物形成的饱和度变化情况并发送至所述数据采集与显示单元(4)；在上部海水环境模拟腔(211)和下部沉积物环境模拟腔(212)中，均设置有第二温度传感器(25)，用于监测甲烷渗漏模拟过程内的环境温度变化情况并发送至所述数据采集与显示单元(4)；同时，在上部海水环境模拟腔(211)还设置有甲烷、二氧化碳传感器(26)和颗粒成像传感器(27)，用于用于监测上部海水环境模拟腔(211)的甲烷浓度和二氧化碳浓度变化及监测海水环境中甲烷水合物颗粒形成分布情况，并发送至所述数据采集与显示单元(4)；所述PID阀(28)设置在所述深海沉积物
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海水界面过程模拟釜(21)与所述气液收集罐(29)连接的管道上，用于进行PID调控，保证渗漏过程模拟与监测单元(2)在整个渗漏过程中深海沉积物
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海水界面过程模拟釜(21)内的压力稳定；所述气液收集罐(29)具备压力和温度监控的功能，用于收集和计量从深海沉积物
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海水界面过程模拟釜(21)内排出的气液体积...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志峰，冯景春，张偲，王屹，钟松，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：