CN116448962A - 一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及实验装置技术领域，具体涉及一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置。本申请中的实验装置包括恒温实验箱和数据采集系统，恒温实验箱内设有反应釜和平衡釜，平衡釜的进口用于与高压气源相连通，平衡釜的出口与反应釜的进气口相连通；反应釜内外设有磁力搅拌组件；反应釜上设有气体取样口；该实验装置还包括用于控制反应釜内部压力的压力控制系统及用于控制反应釜内部温度的温度控制系统；压力控制系统和温度控制系统均与数据采集系统电连接。本申请中的实验装置提高了气体水合物相关实验检测的便捷性、高效性和精准性。
Description
技术领域
本申请涉及实验设备技术领域，尤其是涉及一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置。
背景技术
气体水合物又称笼形水合物，由许多低分子量的气体分子，如烃类、二氧化碳等，被水分子所包围，在高压冰点温度附近形成冰状晶体结构。目前发现的水合物主要分为三种结构：体心立方结构的SI水合物，面心立方结构的SII水合物以及六方结构的SH水合物。
赋存于自然界的天然气水合物并不是某种纯净的单一组分气体，各种气体组分之间会由于气体分子的极性、尺寸等属性而具备不同的水合物相变特征，且可能随着气体组分、比例的不同，各组分之间相互影响的规律也会发生变化；同时压力和温度对气体水合物的形成、分解有着重要的影响作用。对气体水合物形成和分解机制及相态变化进行研究的过程中，多采用宏观尺度的实验模拟方法，通过研究在不同条件下多组分气体的水合物生成/分解优先性、不同气体组分分布规律、不同气体水合物颗粒分布规律、气体组分相互之间对各自水合物相变的促进/妨碍规律等，能够为安全、高效地开展涉及水合物相变的生产作业提供理论支持与优化设计依据。
通常所用的反应釜结构比较简单，功能比较单一，环境参数的改变不够方便精准，且不能实时准确的记录各项参数并及时得出实验结果。
发明内容
为了提高气体水合物实验的便捷性和精准性，本申请提供一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置。
本申请提供的一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置采用如下的技术方案：
一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置，包括恒温实验箱和数据采集系统，所述恒温实验箱内设有反应釜和平衡釜，所述平衡釜的进口用于与高压气源相连通，所述平衡釜的出口与所述反应釜的进气口相连通；
所述反应釜内以及反应釜外设有磁力搅拌组件；所述反应釜上设有气体取样口；
所述实验装置还包括用于控制所述反应釜内部压力的压力控制系统及用于控制所述反应釜内部温度的温度控制系统；所述压力控制系统和温度控制系统均与所述数据采集系统电连接。
为了保证进入至反应釜内的气体状态，特在反应釜之前设计平衡釜，用于稳定气体状态，反应釜上的取样口用于气体取样。通过采用上述的技术方案，气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置设置了反应釜和平衡釜，采用了高精度的压力控制系统及温度控制系统来控制反应釜内的压力参数、温度参数，同时通过数据采集系统及时、高效、精准的采集、记录各项实验数据，并将各项数据保存在数据采集系统中，通过在线模拟不同温度、压力条件下水合物形成和分解过程，提高了气体水合物相关实验检测的便捷性、高效性和精准性；其具有全程可视化功能。
可选的，所述压力控制系统包括连接在所述反应釜上的第一压力传感器和连接在所述平衡釜上的第二压力传感器，所述第一压力传感器的探针伸入所述反应釜内，所述第二压力传感器的探针伸入所述平衡釜内；所述平衡釜的进口处连接有进气管，所述进气管上连接有流量控制器，所述第一压力传感器、第二压力传感器和流量控制器均与所述数据采集系统电连接。
本申请中的实验装置在工作时，待气体在平衡釜内的温度和压力稳定后，开启反应釜的进气口阀门开关，将气体通入反应釜，进而开始实验。通过采用上述的技术方案，第一压力传感器实时监测反应釜内的压力，第二压力传感器实时监测平衡釜内的压力，第一压力传感器和第二压力传感器将数据传递给数据采集系统，压力参数被在线采集、记录及保存在数据采集系统中，可根据实验过程中压力数据变化情况精准判断和分析实验结果。
可选的，所述压力控制系统还包括活塞和计量泵，所述活塞设置在所述反应釜内且将所述反应釜内部分隔为位于所述反应釜上部的反应区和位于所述反应釜下部的调压区，所述活塞的外周面与所述反应釜的内壁滑动密封连接；所述磁力搅拌组件能够对所述反应釜的反应区内的样品进行搅拌，所述计量泵通过调压管道与所述反应釜下部的调压区相连通。
通过采用上述的技术方案，在反应釜底部安装有可移动的活塞，计量泵与压力控制系统相连，通过计量泵可以控制活塞的位置和反应釜内的压强，用于保持不同体系的初始压力或者实验过程中的压力控制。上述结构能够方便的实现对反应釜内压力的控制及调节。
可选的，所述进气管上还连接有六通阀，位于所述六通阀上下游的进气管上分别设有第一控制阀和第二控制阀。
通过采用上述的技术方案，进气管上通过六通阀可以连通多路气源，便于更换不同的气体，也能够实现多组气源的无缝切换，便于操作和控制。
可选的，所述温度控制系统包括连接在所述反应釜上的第一温度传感器和连接在所述平衡釜上的第二温度传感器，所述第一温度传感器的探针伸入所述反应釜内，所述第二温度传感器的探针伸入所述平衡釜内；所述第一温度传感器和第二温度传感器均与所述数据采集系统电连接。
气体水合物相关实验大都在低温高压条件下进行，为了控制反应釜和平衡釜内的温度，将反应釜和平衡釜放置在恒温实验箱内，恒温实验箱内的温度可以控制和调整。通过采用上述的技术方案，第一温度传感器实时监测反应釜内的温度，第二温度传感器实时监测平衡釜内的温度，第一温度传感器和第二温度传感器将数据传递给数据采集系统，温度参数被在线采集、记录及保存在数据采集系统中，可根据实验过程中温度数据变化情况精准判断和分析实验结果。
可选的，所述平衡釜的出口与所述反应釜的进气口之间通过连通管道相连通，所述连通管道上设置有至少一个第三控制阀；所述反应釜的气体取样口处连接有排气管，所述排气管上设置有第四控制阀。
通过采用上述的技术方案，设置排气管便于气体取样，通过多组控制阀便于控制气体的流动。
可选的，所述磁力搅拌组件包括位于所述反应釜内的搅拌件和位于所述反应釜外的磁吸件，所述磁吸件和所述搅拌件形成一组相配合的磁吸结构，所述磁力搅拌组件还包括能够带动所述磁吸件上下移动的驱动件。
通过采用上述的技术方案，本申请中的反应釜采用不同于常规的磁力搅拌桨，而是采用先进的磁力冲击搅拌系统，更利于气液强化混合，对气体水合物形成动力学研究意义重大。
可选的，所述反应釜采用全透明的非金属材质制成，所述磁吸件为马蹄形磁铁且所述磁吸件环绕在所述反应釜周围，所述搅拌件为圆环状且采用永磁体材料制成。
反应釜为水合物形成和分解过程研究的实验区域，通过采用上述的技术方案，本申请中的反应釜耐酸耐碱耐腐蚀，使用寿命长；由于反应釜为全透明，在开展相关水合物研究时，可通过直接可视的方式，在水合物诱导时间测定、水合物生成/分解过程水合物颗粒聚积形态演化等方面具有常规盲釜不可比拟的优势，实现全程可视化。本申请中的磁吸件为马蹄形磁铁，与圆环状的永磁体搅拌件相配合，能够强化气液接触，并且在反应过程中体系粘度增大以后，也能够有效将水合物颗粒粉碎并混匀，具有搅拌力度大、气液强化接触好等优点。
可选的，所述恒温实验箱内设有安装架，所述安装架上固设有安装底座和顶板，所述顶板固设在所述安装底座的上方且所述反应釜固设在所述安装底座和所述顶板之间；所述安装底座上开设有第一导向通孔，所述顶板上开设有第二导向通孔，所述第一导向通孔和第二导向通孔正对设置，所述第一导向通孔和第二导向通孔内滑动插设有导向杆且所述导向杆位于所述反应釜的一侧，所述导向杆与所述磁吸件的一端固连，所述驱动件与所述导向杆相连接且能够带动所述导向杆上下移动。
通过采用上述的技术方案，驱动件带动导向杆沿直线上下运动，导向杆带动磁吸件上下移动，因磁场作用，反应釜内的搅拌件被磁吸件带动做直线运动，上下冲击的搅拌件搅拌力度大，可以强化气液接触；并在反应过程中反应物体系粘度增大以后，也能够有效将水合物颗粒粉碎并混匀。另外，马蹄形磁铁夹持在反应釜上，导向杆连接在磁吸件的一端，导向杆带动磁吸件上下移动时，会被周向限位，不会出现左右摆动或周向转动的情况。
可选的，所述驱动件为驱动电机，所述反应釜的上方设有磕头臂，所述驱动电机的输出轴上固设有沿其径向的摆臂，所述摆臂与所述磕头臂通过驱动连杆相连接且能够带动所述磕头臂摆动，所述磕头臂的端部与所述导向杆之间通过柔性连接件相连接。
通过采用上述的技术方案，驱动电机通过摆臂以及驱动连杆带动磕头臂摆动，磕头臂的端部通过柔性连接件带动导向杆向上移动，导向杆和磁吸件能够在自身重力作用下向下移动，从而实现搅拌件的上下移动。整个驱动结构安装简单，便于控制。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请中采用高精度的压力控制系统及温度控制系统来控制反应釜内的压力参数、温度参数，同时通过数据采集系统及时、高效、精准的采集、记录各项实验数据，并将各项数据保存在数据采集系统中，通过在线模拟不同温度、压力条件下水合物形成和分解过程，提高了气体水合物相关实验检测的便捷性、高效性和精准性。
2.本申请中设置了平衡釜，平衡釜使得反应釜内的气体状态稳定可靠。
3.本申请中在反应釜底部安装有可移动的活塞，通过计量泵和活塞保持不同体系的初始压力或者实验过程中的压力控制，方便的实现了对反应釜内压力的控制及调节。
4. 本申请中的反应釜采用不同于常规的磁力搅拌桨，通过设置马蹄形磁铁与圆环状的永磁体搅拌件相配合，能够强化气液接触，并且在反应过程中体系粘度增大以后，也能够有效将水合物颗粒粉碎并混匀，具有搅拌力度大、气液强化接触好等优点。
附图说明
图1是本申请实验装置的系统结构示意图。
图2是本申请实验装置的立体结构示意图。
图3是本申请实验装置的局部结构示意图。
图4是本申请中反应釜的安装结构示意图。
图5是本申请中驱动件的安装结构示意图。
图6是图5中A处的局部放大结构示意图。
附图标记：
10、恒温实验箱；11、安装腔；12、安装平台；
20、数据采集系统；
30、反应釜；31、气体取样口；32、反应区；33、调压区；
40、平衡釜；
50、磁力搅拌组件；51、搅拌件；52、磁吸件；
60、压力控制系统；61、第一压力传感器；62、第二压力传感器；63、进气管；64、流量控制器；65、活塞；66、计量泵；67、六通阀；68、第一控制阀；69、第二控制阀；610、调压管道；
70、温度控制系统；71、第一温度传感器；72、第二温度传感器；
80、驱动件；81、驱动电机；82、磕头臂；821、连接孔；822、连接销；83、摆臂；831、条形孔；832、调节块；84、驱动连杆；85、导向杆；86、柔性连接件；87、第一轴承；88、第二轴承；89、第三轴承；810、固定座；
90、第三控制阀；
100、排气管；
101、第四控制阀；
102、连通管道；
103、安装架；
104、安装底座；1041、第一导向通孔；
105、顶板；1051、第二导向通孔。
具体实施方式
以下结合附图1至附图6，对本申请作进一步详细说明。
参照图1和图2所示，一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置包括恒温实验箱10、数据采集系统20、压力控制系统60和温度控制系统70，该恒温实验箱10内部设置有加热部件，加热部件可以是加热棒、加热丝或加热风机，使恒温实验箱10具有加热功能，恒温实验箱10的外周采用保温材料制成或者内壁上设置有保温层，使恒温实验箱10具有保温效果；数据采集系统20可以是电脑及其安装的软件系统，用于记录、分析和保存各项数据；电脑可以是与实验装置配套的专用电脑，也可以是单独设置的可移动、可拆卸的便携性电脑，使用时将电脑与本申请实验装置中的压力控制系统60以及温度控制系统70通过数据线连接，或者利用WIFI、蓝牙等进行无线连接。压力控制系统60用于控制反应釜30内部的压力；温度控制系统70用于控制反应釜30内部的温度。
参照图2和图3所示，恒温实验箱10内设置有安装腔11，恒温实验箱10的安装腔内具有安装平台12，安装平台12上分别安装有平衡釜40，安装平台12上还固设有安装架103，平衡釜40位于安装架103的一侧， 安装架103上固设有安装底座104和顶板105，顶板105固设在安装底座104的上方，安装底座104上设有反应釜30且反应釜30固设在安装底座104和顶板105之间。
结合图1和图3所示，平衡釜40的进口处连接有进气管63，进气管63上连接有流量控制器64，进气管63上还连接有六通阀67，位于六通阀67上下游的进气管63上分别设有第一控制阀68和第二控制阀69；平衡釜40的进口通过进气管63与外部的高压气源相连通，例如连接气瓶，进气管63上通过六通阀67可以连通多路气源，便于更换不同的气体，也能够实现多组气源的无缝切换，便于操作和控制。平衡釜40的出口与反应釜30的进气口之间通过连通管道102相连通；连通管道102上设置有至少一个第三控制阀90；反应釜30上设有气体取样口31，反应釜30的气体取样口31处连接有排气管100，排气管100上设置有第四控制阀101。
参照图1和图4所示，压力控制系统60包括连接在反应釜30顶部的第一压力传感器61和连接在平衡釜40顶部的第二压力传感器62，第一压力传感器61的探针伸入反应釜30内，第二压力传感器62的探针伸入平衡釜40内；第一压力传感器61、第二压力传感器62和流量控制器64均与数据采集系统20电连接。压力控制系统60还包括活塞65和计量泵66，活塞65设置在反应釜30内且将反应釜30内部分隔为位于反应釜30上部的反应区32和位于反应釜30下部的调压区33，活塞65的外周面与反应釜30的内壁滑动密封连接，计量泵66通过调压管道610与反应釜30下部的调压区33相连通，通过计量泵66可以控制活塞65的位置和反应釜30内的压强，用于保持不同体系的初始压力或者实验过程中的压力控制。
参照图1和图4所示，温度控制系统70包括连接在反应釜30顶部的第一温度传感器71和连接在平衡釜40顶部的第二温度传感器72，第一温度传感器71的探针伸入反应釜30内，第二温度传感器72的探针伸入平衡釜40内；第一温度传感器71和第二温度传感器72均与数据采集系统20电连接。
参照图1和图4所示，反应釜30内外设有磁力搅拌组件50，磁力搅拌组件50包括位于反应釜30内的搅拌件51和位于反应釜30外的磁吸件52，搅拌件51为圆环状且采用永磁体材料制成，搅拌件51设置在反应釜30的反应区32，磁吸件52为马蹄形磁铁且磁吸件52位于反应釜30周围，磁吸件52和搅拌件51形成一组相配合的磁吸结构；本申请中搅拌件51置于反应釜30密闭的空间内，磁吸件52置于反应釜30外侧，搅拌件51位于磁吸件52的磁场作用范围内，磁吸件52与搅拌件51不相接触，这样提高了反应釜30的密封性，同时减少了对反应釜30内部的污染，上述磁吸件52和搅拌件51相配合能够强化气液接触，并且在反应过程中体系粘度增大以后，也能够有效将水合物颗粒粉碎并混匀，具有搅拌力度大、气液强化接触好等优点。
结合图2和图4所示，安装底座104上开设有第一导向通孔1041，顶板105上开设有第二导向通孔1051，第一导向通孔1041和第二导向通孔1051正对设置，第一导向通孔1041和第二导向通孔1051内滑动插设有导向杆85且导向杆85位于反应釜30的一侧，导向杆85与磁吸件52的一端固连，导向杆85的上方设有能够带动导向杆85上下移动的驱动件80。驱动件80带动导向杆85沿直线上下运动，导向杆85带动磁吸件52上下移动，因磁场作用，反应釜30内的搅拌件51被磁吸件52带动做直线运动，上下冲击的搅拌件51搅拌力度大，可以强化气液接触；并在反应过程中反应物体系粘度增大以后，也能够有效将水合物颗粒粉碎并混匀。另外，马蹄形磁铁夹持在反应釜30上，导向杆85连接在磁吸件52的一端，导向杆85带动磁吸件52上下移动时，会被周向限位，不会出现左右摆动或周向转动的情况。
结合图3和图5所示，驱动件80为驱动电机81，反应釜30的上方设有磕头臂82，驱动电机81的输出轴上固设有沿其径向的摆臂83，摆臂83与磕头臂82通过驱动连杆84相连接且能够带动磕头臂82摆动，磕头臂82的端部与导向杆85之间通过柔性连接件86相连接，驱动电机81通过摆臂83以及驱动连杆84带动磕头臂82摆动，磕头臂82的端部通过柔性连接件86带动导向杆85向上移动，导向杆85和磁吸件52能够在自身重力作用下向下移动，从而实现搅拌件51的上下移动，整个驱动结构安装简单，便于控制。
参照图5和图6所示，恒温实验箱10的箱体顶部固设有固定座810，磕头臂82上位于中部位置开设有若干个连接孔821，若干个连接孔821沿磕头臂82的长度方向间隔分布，其中一个连接孔821内可拆卸的插接有连接销822，连接销822通过第一轴承87转动连接在固定座810上端；驱动连杆84的一端通过第二轴承88与磕头臂82的一端转动连接，摆臂83远离驱动电机81的一端开设有条形孔831，条形孔831的长度方向与摆臂83的长度方向一致，条形孔831内嵌设有调节块832，调节块832通过紧固件可拆卸的固连在摆臂83上，并且可以调整调节块832在条形孔831的位置，驱动连杆84的另一端通过第三轴承89与调节块832转动连接，通过上述结构，能够在不改变驱动电机81的电驱参数情况下，调整磕头臂82的摆动幅度，从而调整其带动磁吸件52上下移动的幅度及速率。
其实施原理如下：气体水合物相关实验大都在低温高压条件下进行，为了控制反应釜30和平衡釜40内的温度，将反应釜30和平衡釜40放置在恒温实验箱10内，恒温实验箱10内的温度可以控制和调整。本申请中的实验装置在工作时，待气体在平衡釜40内的温度和压力稳定后，开启反应釜30的进气口阀门开关，将气体通入反应釜30，进而开始实验。第一压力传感器61实时监测反应釜30内的压力，第二压力传感器62实时监测平衡釜40内的压力，第一温度传感器71实时监测反应釜30内的温度，第二温度传感器72实时监测平衡釜40内的温度，第一压力传感器61、第二压力传感器62、第一温度传感器71和第二温度传感器72均将监测数据传递给数据采集系统20，压力。温度参数被在线采集、记录及保存在数据采集系统20中，可根据实验过程中压力、温度数据变化情况精准判断和分析实验结果。
本申请中反应釜30为水合物形成和分解过程研究的实验区域，反应釜30采用全透明的非金属材料制成，例如可以采用有机玻璃制成，在开展相关水合物研究时，可通过直接可视的方式，在水合物诱导时间测定、水合物生成/分解过程水合物颗粒聚积形态演化等方面具有常规盲釜不可比拟的优势，实现全程可视化。
本申请中的反应釜30参数可以按照以下方案设计：反应釜30的高度为100mm，设计压力为25Mpa, 设计温度为15℃至80℃，工作压力为20Mpa, 工作温度为-10℃至50℃；本申请中的平衡釜40参数可以按照以下方案设计：平衡釜40的容积为120ml，设计压力为25Mpa,设计温度为80℃，工作压力为20Mpa, 工作温度为60℃。
本申请中的实验装置可以进行多种气体水合物形成和分解机制及相态研究相关的实验，例如：
（1）、水合物抑制剂/水合物生成促进剂性能测试：可通过全透明耐高压的反应釜30作为反应容器，根据气体水合物形成和分解反应的温度/压力曲线变化情况测定水合物抑制剂可承受的最大过冷度、水合物诱导时间、水合物生长时间，以及研究含水合物抑制剂/促进剂体系水合物形成过程宏观形态演化规律等。
（2）、气体水合物形成热力学平衡条件的测定：利用该实验装置的压力控制系统60、温度控制系统70准确测定不同体系内特定温度对应的水合物形成压力、或者是特定压力对应的水合物形成温度，从而确定不同气体组分对应的水合物热力学平衡条件。
（3）、气体水合物生成/分解过程机制、动力学以及控制方法研究：采用该实验装置可模拟不同条件（温度、压力、气体组成、恒压/恒容、含水率）气体水合物的生成和分解宏观过程，并能在线记录实验过程中温度、压力和水合物颗粒宏观形态变化情况，通过对实验数据的分析处理，可计算得到不同时间阶段水合物生成/分解量，进而建立不同条件下水合物生成/分解动力学方程。
（4）、天然气水合物沉积及解堵过程实验研究：可模拟不同测试体系（纯水或油水体系）中水合物沉积堵塞过程，并利用反应釜30顶部的进口注入不同类型抑制剂，进而研究水合物堵塞前期加注抑制剂后的解堵过程。
（5）、固态水合物法储运天然气模拟实验研究：可利用上述实验装置用于模拟固态水合物法储存天然气过程，考察不同强化方式对天然气储气量和储气速率的影响，并研究水合物形成后温度和压力条件对水合物固体形态的影响，相关研究将对偏远天然气气田放空天然气及油田伴生气的回收具有重要指导意义。
（6）、水合/吸附-水合法分离气体混合物相关实验研究：可利用上述实验装置用于模拟水合法/吸附-水合法分离酸性气体混合物过程，利用安装的磁力搅拌组件50强化气液搅拌，系统评价不同测试体系（吸附材料+表面活性剂等）对气体混合物的分离效果，另外，利用反应釜30的可视功能可在线观测分离过程中体系宏观形态演化规律。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置，其特征在于，所述实验装置包括恒温实验箱(10)和数据采集系统(20)，所述恒温实验箱(10)内设有反应釜(30)和平衡釜(40)，所述平衡釜(40)的出口与所述反应釜(30)的进气口相连通；
所述反应釜(30)内以及反应釜(30)外设有磁力搅拌组件(50)；所述反应釜(30)上设有气体取样口(31)；
所述实验装置还包括用于控制所述反应釜(30)内部压力的压力控制系统(60)及用于控制所述反应釜(30)内部温度的温度控制系统(70)；所述压力控制系统(60)和温度控制系统(70)均与所述数据采集系统(20)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置，其特征在于，所述压力控制系统(60)包括连接在所述反应釜(30)上的第一压力传感器(61)和连接在所述平衡釜(40)上的第二压力传感器(62)，所述第一压力传感器(61)的探针伸入所述反应釜(30)内，所述第二压力传感器(62)的探针伸入所述平衡釜(40)内；所述平衡釜(40)的进口处连接有进气管(63)，所述进气管(63)上连接有流量控制器(64)，所述第一压力传感器(61)、第二压力传感器(62)和流量控制器(64)均与所述数据采集系统(20)电连接。
3.根据权利要求2所述的一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置，其特征在于，所述压力控制系统(60)还包括活塞(65)和计量泵(66)，所述活塞(65)设置在所述反应釜(30)内且将所述反应釜(30)内部分隔为位于所述反应釜(30)上部的反应区(32)和位于所述反应釜(30)下部的调压区(33)，所述活塞(65)的外周面与所述反应釜(30)的内壁滑动密封连接；所述计量泵(66)通过调压管道(610)与所述反应釜(30)下部的调压区(33)相连通。
4.根据权利要求2或3所述的一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置，其特征在于，所述进气管(63)上还连接有六通阀(67)，位于所述六通阀(67)上下游的进气管(63)上分别设有第一控制阀(68)和第二控制阀(69)。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置，其特征在于，所述温度控制系统(70)包括连接在所述反应釜(30)上的第一温度传感器(71)和连接在所述平衡釜(40)上的第二温度传感器(72)，所述第一温度传感器(71)的探针伸入所述反应釜(30)内，所述第二温度传感器(72)的探针伸入所述平衡釜(40)内；所述第一温度传感器(71)和第二温度传感器(72)均与所述数据采集系统(20)电连接。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置，其特征在于，所述平衡釜(40)的出口与所述反应釜(30)的进气口之间通过连通管道(102)相连通，所述连通管道(102)上设置有至少一个第三控制阀(90)；所述反应釜(30)的气体取样口(31)处连接有排气管(100)，所述排气管(100)上设置有第四控制阀(101)。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置，其特征在于，所述磁力搅拌组件(50)包括位于所述反应釜(30)内的搅拌件(51)和位于所述反应釜(30)外的磁吸件(52)，所述磁吸件(52)和所述搅拌件(51)形成一组相配合的磁吸结构，所述磁力搅拌组件(50)还包括能够带动所述磁吸件(52)上下移动的驱动件(80)。
8.根据权利要求7所述的一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置，其特征在于，所述反应釜(30)采用全透明的非金属材质制成，所述磁吸件(52)为马蹄形磁铁且所述磁吸件(52)环绕在所述反应釜(30)周围，所述搅拌件(51)为圆环状且采用永磁体材料制成。
9.根据权利要求7所述的一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置，其特征在于，所述恒温实验箱(10)内设有安装架(103)，所述安装架(103)上固设有安装底座(104)和顶板(105)，所述顶板(105)固设在所述安装底座(104)的上方且所述反应釜(30)固设在所述安装底座(104)和所述顶板(105)之间；所述安装底座(104)上开设有第一导向通孔(1041)，所述顶板(105)上开设有第二导向通孔(1051)，所述第一导向通孔(1041)和第二导向通孔(1051)正对设置，所述第一导向通孔(1041)和第二导向通孔(1051)内滑动插设有导向杆(85)且所述导向杆(85)位于所述反应釜(30)的一侧，所述导向杆(85)与所述磁吸件(52)的一端固连，所述驱动件(80)与所述导向杆(85)相连接且能够带动所述导向杆(85)上下移动。
10.根据权利要求9所述的一种气体水合物形成和分解机制及相态研究的实验装置，其特征在于，所述驱动件(80)为驱动电机(81)，所述反应釜(30)的上方设有磕头臂(82)，所述驱动电机(81)的输出轴上固设有沿其径向的摆臂(83)，所述摆臂(83)与所述磕头臂(82)通过驱动连杆(84)相连接且能够带动所述磕头臂(82)摆动，所述磕头臂(82)的端部与所述导向杆(85)之间通过柔性连接件(86)相连接。
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