串联式极端环境模拟流动反应装置

摘要

本发明公开了一种串联式极端环境模拟流动反应装置。恒流泵的输入口接水箱，输出口经第一截止阀接反应釜的输入口，反应釜的输出口经节流阀后，一路接下一个串联反应部件的第一截止阀，另一路经第二截止阀后，其一路经第三截止阀后接自身的反应釜，另一路经取样器后接废液瓶；串联反应部件中第一截止阀输入口分别接上一个节流阀的输出口，第一截止阀输出口经比例减压阀接反应釜的输入口，反应釜的输出口经节流阀后，一路经下一个的另一反应部件的第一截止阀，另一路经第二截止阀后又分成二路，一路经第三截止阀后接自身的反应釜，另一路经取样器后接废液瓶，各反应釜的进气进液口经第四截止阀接加气加液装置。各反应釜内放置不同的固体物和溶液，造成不同的流速、不同的组份浓度、不同的压力和温度进行稳定控制。

说明书

所属技术领城

本发明涉及一种串联式极端环境模拟流动反应装置。

背景技术

近年来，有关深部生物圈和深海微生物在地球表层系统中的作用等研究越来越受到重视，科学家们已经认识到深部生物圈和深海微生物对全球碳循环和其它生命元素的地球化学循环以及海底成矿过程(如多金属结核矿床、富钴结壳矿床、热液多金属硫化物矿床、天然气水合物矿床和磷钙石矿床等的成矿过程)中起着重要作用；在分子水平上研究深海微生物及其与环境关系的分子生物地球化学研究正逐渐成为国际上一个富有活力的新型交叉学科研究方向，但目前国内相应的研究设备尚未出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串联式极端环境模拟流动反应装置，

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：包括水箱，恒流泵；一个由反应釜、五个截止阀、节流阀、取样器组成的反应部件；二个以上分别由反应釜、五个截止阀、节流阀、取样器、比例减压阀组成的串联反应部件。恒流泵的输入口接水箱，恒流泵的输出口经第一截止阀接反应釜的输入口，反应釜的输出口经节流阀后分成二路，一路接下一个串联反应部件的第一截止阀，另一路经第二截止阀后又分成二路，一路经第三截止阀后接自身的反应釜，另一路经取样器后接废液瓶，反应釜的进气进液口经第四截止阀接加气加液装置；二个以上的串联反应部件中第一截止阀输入口分别接上一个节流阀的输出口，第一截止阀输出口经比例减压阀接反应釜的输入口，反应釜的输出口经节流阀后分成二路，一路经下一个的另一反应部件的第一截止阀，另一路经第二截止阀后又分成二路，一路经第三截止阀后接自身的反应釜，另一路经取样器后接废液瓶，反应釜的进气进液口经第四截止阀接加气加液装置，每一个反应釜上均接有各自的温度传感器，在反应釜的排气口接有第五截止阀。

所说的二个以上串联反应部件为3～6个。水箱还经第六截止阀与采样器连接。

本发明与背景技术相比，具有的有益的效果是：

1.系统最高压力可达60Mpa，温度范围为室温～400℃，连续可调，自动控制；

2.同时对同一原始样品在不同环境条件之下反应的结果进行采样和研究；

3.整个液路为多个反应釜串联式开式流动体系，不同于传统的单个且闭式不流动状态。

本发明能模拟不同的高温高压贫营养等极端环境，进行不同工况下的对比试验。压力、温度、流速和组份均可调，在多个反应釜内可以放置不同的固体物和溶液，可以造成不同的流速，可以造成不同的组份浓度，也可以造成不同的压力和温度并进行稳定控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

附图是串联式极端环境模拟流动反应系统原理示意图。

图中：1.采样器，2.水箱，3.反应釜，4.恒流泵，5.第一截止阀，6.第五截止阀7.节流阀，8.第二截止阀，9.取样器，10.第三截止阀，11.加气加液装置，12.第四截止阀，13.第六截止阀，14.比例减压阀，15.废液瓶。

具体实施方式

如附图所示，本发明包括水箱2，恒流泵4，加气加液泵11，废液瓶15；一个由反应釜3，五个截止阀5、8、10、12、6，节流阀7，取样器9组成的反应部件；另外二个以上分别由反应釜3，五个截止阀5、8、10、12、6，节流阀7，取样器9，比例减压阀14组成的串联反应部件。恒流泵4的输入口接水箱2，恒流泵4的输出口经第一截止阀5接反应釜3的输入口，反应釜3的输出口经节流阀7后分成二路，一路接下一个串联反应部件的第一截止阀5，另一路经第二截止阀8后又分成二路，一路经第三截止阀10后接自身的反应釜3，另一路经取样器9后接废液瓶15，反应釜3的进气进液口经第四截止阀12接加气加液装置11；二个以上的串联反应部件中第一截止阀5输入口分别接上一个节流阀7的输出口，第一截止阀5输出口经比例减压阀14接反应釜3的输入口，反应釜3的输出口经节流阀7后分成二路，一路经下一个的另一反应部件的第一截止阀5，另一路经第二截止阀8后又分成二路，一路经第三截止阀10后接自身的反应釜3，另一路经取样器9后接废液瓶15，反应釜3的进气进液口经第四截止阀12接加气加液装置11，每一个反应釜3上均接有各自的温度传感器，在反应釜3的排气口接有第五截止阀6。

所说的另外二个以上串联反应部件为3～6个。水箱2还经第六截止阀13与采样器1连接。

试验目的：可以模拟不同的极端环境(温度、压力、pH值、固体反应物、溶液化学成份等)，进行对比试验。压力、温度和溶液中化学、pH、氧化还原条件等均可调，且在多个釜内可以分别取样，从而实现对单一原始样品经过不同环境条件反应之后(或反应中间)的结果进行采样和研究。

工作过程：首先由恒流泵将样品较大流量地输送至各个反应釜，然后对各个釜进行加气或加压，此时恒流泵只起保压作用，流量很小。如果需要再添加一些养料等成份，可以由加气加液装置完成。样品的流向是串联式的，一次性流经不同的环境条件，可以在中间或最后提取样品，进行研究。当需要将采样器内的水样注入反应釜时，只要将相关的截止阀开或关，就可以使新鲜的水样在保压保温状态下注入反应釜。但必须先将管路中的压力和温度调整到与采样器内的水压和温度相同的值。对采样器和反应釜可采用市售的，没有特殊要求，可以根据压力和容积要求进行选用。