CN103451089A - 煤层厌氧微生物培育与测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微生物培养测定装置，具体为一种煤层厌氧微生物培育与测定装置。解决针对煤层中绝对厌氧微生物培育与生长情况测定，而提供了一种煤层厌氧微生物培育与测定装置。结构包括罐体，在罐体上方设有进料装置，下方设有出料仓，所述的进料装置为带有可调换法兰的进料口，进料装置两侧设有进气阀和排气阀，进料装置和罐体通过进料闸阀连接。本发明通过固、液、气的三相循环与加载系统实现针对煤岩微生物的引入、培育与相关的各种研究，系统并且能够确保系统能够保持在设定温度、压力、光照度等条件下完成一系列实验。

Description

煤层厌氧微生物培育与测定装置

技术领域

本发明涉及一种微生物培养测定装置，具体为一种煤层厌氧微生物培育与测定装置。

背景技术

煤层微生物研究是提高对成煤认知、生态认知和环境认知的重要研究手段之一。近年来围绕煤层条件与采煤作业等相关的微生物技术研究逐步展开。煤层储存于地下，一直保持一个绝对厌氧状态，生存其中的微生物多数属于绝对厌氧微生物。因此为提高菌种引入、菌种研究的成功率，一套可行的，满足煤样菌种微生物引入与研究的的厌氧培养系统成为研究瓶颈。

发明内容

本发明为了解决针对煤层中绝对厌氧微生物培育与生长情况测定，而提供了一种煤层厌氧微生物培育与测定装置。

本发明的技术方案是，一种煤层厌氧微生物培育与测定装置，结构包括罐体，在罐体上方设有进料装置，下方设有出料仓，所述的进料装置为带有可调换法兰的进料口，进料装置两侧设有进气阀和排气阀，进料装置和罐体通过进料闸阀连接；在罐体上设有气体出口和观察窗，罐体内设有物料槽，罐体底部设有若干防堵的出液口、气体循环装置，物料槽下连接固体出料闸阀，固体出料闸阀连接出料仓。

采用的技术方案分别如下：

1、固体送料与出料：

固体进料口法兰的直径设计与采样器法兰口一致。使用时，将采样器法兰与固体入料口法兰连接。利用真空泵通过气体置换的出气阀的一侧抽真空，同时另一侧的进气阀口可以向入料空间内推入惰性气体。经过多次循环，基本能够保证固体入料处于无氧状态。打开固体料置入闸阀，在重力作用下，固体料将顺利进入物料槽内。同样固体出料时，首先打开出料闸阀，固体将受重力作用置入固体出料仓，每个固体出料仓均与采样器同容积。

2、液体置入与引入：

液体置入与引出均通过防堵出液口进行。液体出液口罐体内部由一根长200mm的引出导管引入罐体底部20mm以上，并且各面均匀布置出液孔。

当某一个出液口由于煤粉作用出现阻塞时，通过另外出液口迸出液体，并利用液压冲击泵冲散被阻塞出液口周围颗粒。利用这种方法既不会向系统内加入任何新的物质，又不会由于一个出液口的阻塞导致系统失效。

除此之外，还可通过气体出口抽取罐内气体，通过脉动压缩气体清理出液口。

3、气体循环与实时监测气体采样设计：

气体循环首先由气体出口经气泵取出。根据监测需要，可通过各种气体监测系统，完成气体的监测。然后经由气体循环装置将取出的气体或经过过滤以及处理后的气体泵入罐体内。

其中气体出气口可以配置三通，对有特殊需要的采样机监测提供独立供气口。气体循环装置由多孔盘管构成，根据流体力学设计，确保输入气体能够均匀的在各孔口喷出，并在液体中形成微气泡，提高混合气中二氧化碳与氢气等气体与液体的有效接触面积。

本发明通过固、液、气的三相循环与加载系统实现针对煤岩微生物的引入、培育与相关的各种研究，系统并且能够确保系统能够保持在设定温度、压力、光照度等条件下完成一系列实验；试验系统与采样器进行双链设计，使固料的加载系统能够与采样器直连，利用气体置换方法，将原有的空气推出入料室，从根本上解决厌氧系统固料加注有可能导致的氧渗透问题。能够满足培养基的引出与注入、酸碱度的调整、菌群的测试取样等多种实验要求；系统能够满足恒温、恒压、恒照度的培育需求。使系统能够满足不同煤质、不同埋藏深度、不同地压以及不同的照度反应的培育实验；能够满足气体循环、气样采集、气含量实时监测、根据实验要求的气体过滤、气体的置入等多项实验要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1-进料口，2-1进气阀，2-排气阀，3-进料闸阀，4-气体出口，5-观察窗，6-物料槽，7-气体循环装置，8-出液口，9-固体出料闸阀，10-出料仓，11-罐体。

具体实施方式

    如图1所示意，一种煤层厌氧微生物培育与测定装置，结构包括罐体11，在罐体11上方设有进料装置，下方设有出料仓10，所述的进料装置为带有可调换法兰的进料口1，进料装置两侧设有进气阀2-1和排气阀2，进料装置和罐体通过进料闸阀3连接；在罐体11上设有气体出口4和观察窗5，罐体11内设有物料槽6，罐体11底部设有防堵出液口8、气体循环装置7，物料槽6下连接固体出料闸阀9，固体出料闸阀9连接出料仓10。

所述的气体循环装置7为带有出气孔的盘管，盘管进气口端位于罐体下端。所述的防堵出液口8在罐体底部均布有至少两个。

在进料口使用了可以更换的法兰作为进料口对接装置，满足了煤块置入，菌液引入、引出等各种操作和厌氧需求；接口进行了可调换设计方案，使装置接口端能根据匹配要求随意，并且快速更换；能够满足针对煤等大块度固体中的厌氧微生物培育的要求。

所述的进气阀和出气阀结合出入口的压力波动，使入料室内呈现脉动型气体推动，更充分的解决死角与湍流原因造成的空间气体置换不均匀的问题。

所述的气体循环装置在保障对培养基有一定搅动同时，提高气液接触面积，具有液滴雾化功能，能最大程度提高液体与上覆空间混合气体的接触面积；气体循环装置上根据流体力学设计的微泡喷口，使循环气体与液相的接触面积最大化。

同时该系统还为实时气体监测系统提供接口；在气体出口和气体循环装置之间可以外置气体分离及注入装置能及时清除培养系统产生的有害气体，并能够根据实验要求，定量加注补充气体；菌液采样与引出口采用了防堵装置，以防止采样过程中被细小煤粉颗粒堵塞；气体出口安装可置换气体专用取样口设计，能够满足针式取样与气袋取样需求。气体引出后可以根据实验需要进行气体组成测定、过滤、置换、配气等多种操作。

Claims (3)

1.一种煤层厌氧微生物培育与测定装置，其特征在于：结构包括罐体（11），在罐体（11）上方设有进料装置，下方设有出料仓（10），所述的进料装置为带有可调换法兰的进料口（1），进料装置两侧设有进气阀（2-1）和排气阀（2），进料装置和罐体通过进料闸阀（3）连接；在罐体（11）上设有气体出口（4）和观察窗（5），罐体（11）内设有物料槽（6），罐体（11）底部设有防堵出液口（8）、气体循环装置（7），物料槽（6）下连接固体出料闸阀（9），固体出料闸阀（9）连接出料仓（10）。

2.根据权利要求1所述的煤层厌氧微生物培育与测定装置，其特征在于：所述的气体循环装置（7）为带有出气孔的盘管，盘管进气口端位于罐体下端。

3.根据权利要求1所述的煤层厌氧微生物培育与测定装置，其特征在于：所述的防堵出液口（8）在罐体底部均布，且有至少两个。

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