CN103994917A - 一种用于岩石热解仪上的加热装置 - Google Patents

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本发明公开了一种用于岩石热解仪上的加热装置，包括坩埚顶杆和外壁上缠绕有加热丝的加热室，在加热室内设有下方开口的加热腔，在坩埚顶杆中部上设有用于密封加热腔开口的凸缘，在加热室上方设有氢火焰检测器，氢火焰检测器与加热腔之间通过限流孔相连通，在加热室侧壁的上下部分别设有连通加热腔的进气管道和出气管道，在进气管道和出气管道上各设有一阀门，在进气管道的进口处还连接有二氧化碳吸附管，进气管道的内径大于所述限流孔的孔径。本发明由于采用上述结构，只需使用一个加热室便能完成岩石试样的热解及氧化功能，结构简化，使用及维护都非常方便；有效降低了故障率，并能提高了分析效率。

Description

一种用于岩石热解仪上的加热装置
技术领域
本发明涉及岩石热解设备技术领域，尤其是一种用于岩石热解仪上的加热装置。
背景技术
岩石热解仪（Rock-Eval）是石油天然气勘探开发及地球化学研究中十分重要的仪器。该仪器的原理是：岩石粉末放在顶和底为筛网的不锈钢坩埚内，坩埚先放入加热室A，在300℃加热5分钟，使岩石释放出吸附的烃类（S1）；继续加热到600℃，使岩石中的有机质受热生成烃类（S2）。S1及S2被氮气携带送入氢火焰检测器（FID）进行分析，根据S1、S2的产率来判断烃源岩的吸附烃量及生烃潜力。S2分析结束后，把坩埚连同其中的加热过的样品从加热室中取出，放入另一个加热室B，在加热室B内通入空气，在600℃下加热，样品内残留的有机碳被氧化成CO2，通过检测CO2的产率来得知残炭的量（S4），并根据S1、S2、S4的产率，利用公式计算出烃源岩总有机碳（TOC）的含量。
当前国内外分析S4的方法都是利用一个单独的加热室B,因而使得仪器结构较为复杂，而且需要把坩埚从加热室A 转移到加热室B,如用人工操作则增加了操作繁琐性，用自动进样器则增加了仪器故障率。另一个问题是：当把在加热室A中的坩埚从取出时，必需等待加热室A冷却到200℃以下，这样，使得分析时间增加，降低了工作效率。为解决上述问题，特设计制造了兼具热解及氧化功能的加热装置。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种结构简单、兼具热解及氧化功能的用于岩石热解仪上的加热装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于岩石热解仪上的加热装置，包括坩埚顶杆和外壁上缠绕有加热丝的加热室，在加热室内设有下方开口的加热腔，在坩埚顶杆中部上设有用于密封加热腔开口的凸缘，在加热室上方设有氢火焰检测器，氢火焰检测器与加热腔之间通过限流孔相连通，其特征在于：所述加热室侧壁的上下部分别设有连通加热腔的进气管道和出气管道，在进气管道和出气管道上各设有一阀门，在进气管道的进口处还连接有二氧化碳吸附管，进气管道的内径大于所述限流孔的孔径。
所述坩埚顶杆上的凸缘上还设有耐高温密封圈。 
本发明由于采用上述结构，只需使用一个加热室便能完成岩石试样的热解及氧化功能，结构简化，使用及维护都非常方便。由于取消了传统方式中样品坩埚在两个加热室之间的转移步骤，有效降低了故障率，并能提高了分析效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种用于岩石热解仪上的加热装置，包括坩埚顶杆1和外壁上缠绕有加热丝2的加热室3，在加热室3内设有下方开口的加热腔4。其中，坩埚顶杆1内开设有载气进气管11，在坩埚顶杆1中部上设有用于密封加热腔开口的凸缘12，在凸缘上还设有耐高温密封圈13；载气进气管11上设有阀门14并与载气源（氮气）连通。在加热室上方设有氢火焰检测器5，氢火焰检测器5与加热腔4之间通过限流孔6相连通。
在上述加热室侧壁的上下部分别设有进气管道7和出气管道8；进气管道的内径大于限流孔的孔径。进气管道7的一端连通加热腔4，另一端用于连接外部空气气源，在进气管道7上设有阀门71和二氧化碳吸附管72。出气管道8的一端连通加热腔4，另一端用于连接检测分析残炭量的红外检测器9，在出气管道上还设有阀门81。在使用时，空气先由二氧化碳吸附管72将空气中的二氧化碳除去，再经过阀门71进入加热腔中，对热解后样品的的碳进行氧化，然后由下部的出气管道8排出。
下面以具体的实验步骤来说明各部件的功用及工作原理：其中，S1：岩石释放出吸附的烃类；S2：岩石中的有机质受热生成烃类；S4：残炭的量。
1、热解测S1、S2过程：将装有样品的坩埚10被放置在坩埚顶杆1上，坩埚顶杆1上升，把样品顶入到加热室的加热腔4内，坩埚顶杆1的凸缘与加热室之间通过耐高温密封圈13密封；接着关闭阀门71、阀门81，打开阀门14，向加热室送入氮气。此时，加热室开始加热，烃源岩释放出的烃类，在氮气的携带下，通过限流孔6进入到氢火焰检测器（FID）的喷咀51，测出S1、S2。
2、氧化测量S4的过程：热解过程结束后，加热室保持600℃。阀门14关闭，阀门71、阀门81打开，空气被送入加热室对样品的碳进行氧化，同时，少部分空气从氢火焰检测器喷咀内的细孔52中流出.由于限流孔6和喷咀内细孔52的内径小于空气入口和空气出口管道的内径，而且空气进入加热室的位置在加热室的侧面上部，更接近限流孔，所以从限流孔流出的是纯粹的空气，不含有样品被氧化产生的CO2，从而保证了含有CO2 的空气流完全从阀门81流出，并进入红外检测器，计算出S4。
3、样品更换：实验结束后，降低加热室的温度，关闭阀门71、阀门81、阀14，坩埚顶杆1下降，取下坩埚10，放入新坩埚，开始下一个样品的分析。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。 

Claims (2)

1.一种用于岩石热解仪上的加热装置，包括坩埚顶杆和外壁上缠绕有加热丝的加热室，在加热室内设有下方开口的加热腔，在坩埚顶杆中部上设有用于密封加热腔开口的凸缘，在加热室上方设有氢火焰检测器，氢火焰检测器与加热腔之间通过限流孔相连通，其特征在于：所述加热室侧壁的上下部分别设有连通加热腔的进气管道和出气管道，在进气管道和出气管道上各设有一阀门，在进气管道的进口处还连接有二氧化碳吸附管，进气管道的内径大于所述限流孔的孔径。
2.根据权利要求1所述的用于岩石热解仪上的加热装置，其特征在于：所述坩埚顶杆上的凸缘上还设有耐高温密封圈。
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