[发明专利]一种复合馈入式微波强化非常规天然气解吸的试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种复合馈入式微波强化非常规天然气解吸的试验装置，其特征在于：包括气体吸附解吸系统、波导-天线复合馈入式微波系统和测量控制系统；

所述气体吸附解吸系统包括耐高压气体吸附解吸罐(1)、耐压管路(3)、真空泵(6)、集气瓶(8)、注气瓶(12)、废气收集瓶(15)、微波盒体(33)、降温风扇(22)、高压转化器(21)和注水槽(26)，在耐高压气体吸附解吸罐(1)上设置有连通内腔的注水孔(29)和进出气孔(20)，耐压管路(3)包括一条主管路和三条支管路，主管路的一端与进出气孔(20)密封连接，主管路的另一端同时连通三条支管路的一端，三条支管路的另一端分别连通废气收集瓶(15)、集气瓶(8)和注气瓶(12)；

在耐压管路(3)的主管路上设置有放空阀(18)和压力计Ⅰ(32)，在连接废气收集瓶(15)的支管路上设置有真空泵(6)、真空阀(4)、真空计(5)和阀门Ⅲ(16)，在连接集气瓶(8)的支管路上设置有阀门Ⅰ(11)、冷却罐(10)和气体流量计(9)，在连接注气瓶(12)的支管路上设置有阀门Ⅱ(14)和压力计Ⅱ(13)；

所述波导-天线复合馈入式微波系统包括石英玻璃(25)、微波天线(30)、波导管(24)、微波发生器(23)和微波智能调节器(17)，通过微波智能调节器(17)调节微波发生器(23)产生的微波参量，微波发生器(23)产生的微波通过微波天线(30)传导；石英玻璃(25)覆盖在耐高压气体吸附解吸罐(1)罐盖的外表面，微波天线(30)的一端与微波发生器(23)连接，另一端穿过石英玻璃(25)从耐高压气体吸附解吸罐(1)罐盖上的天线孔伸入耐高压气体吸附解吸罐(1)的内腔，耐高压气体吸附解吸罐(1)的内腔、波导管(24)和石英玻璃(25)的轴线在同一条直线上，且所有微波天线(30)环绕该直线均匀分布；

所述测量控制系统包括监测控制器(7)、温度传感器(2)、真空计(5)、气体流量计(9)和压力计(13)，温度传感器(2)设置在耐高压气体吸附解吸罐(1)的内腔；温度传感器(2)、气体流量计(9)和微波智能调节器(17)均与监测控制器(7)信号连通；

所述微波发生器(23)、降温风扇(22)和高压转化器(21)均安装在微波盒体(33)内，波导管(24)的一端穿过微波盒体(33)与微波发生器(23)连接，另一端与耐高压气体吸附解吸罐(1)罐盖处的石英玻璃(25)连接；

所述注水槽(26)通过注水管道(34)与注水孔(29)连通，在注水管道(34)上设置有阀门Ⅳ(27)。

2.一种基于复合馈入式微波强化非常规天然气解吸的试验装置的试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

(a)将注水管道(34)、温度传感器(2)和耐压管路(3)分别通过注水孔(29)、信号孔(19)和进出气孔(20)与耐高压气体吸附解吸罐(1)的内腔接通；

(b)将试样(31)放入耐高压气体吸附解吸罐(1)的内腔，在耐高压气体吸附解吸罐(1)的盖口处涂抹密封胶后盖上罐盖，使用紧固螺丝(28)固定；

(c)首先，取下注气瓶(12)，在其接口上连接一台气泵，打开阀门Ⅱ(14)并保持其他阀门关闭，开启气泵向耐高压气体吸附解吸罐(1)内注入同试验吸附瓦斯相同压力的空气；关闭阀门Ⅱ(14)，通过观察压力计Ⅰ(32)指数是否有变化，保证装置的气密性完好后取下气泵，换上注气瓶(12)；然后，打开真空阀(4)和阀门Ⅲ(16)并保持其他阀门关闭，开启真空泵(6)排出耐高压气体吸附解吸罐(1)、试样(31)和耐压管路(3)中的气体到废气收集瓶(15)；最后，关闭真空阀(4)、真空泵(6)和阀门Ⅲ(16)；

(d)打开真空计(5)和阀门Ⅳ(27)，向耐高压气体吸附解吸罐(1)中注入预定体积的水，然后关闭真空计(5)和阀门Ⅳ(27)；

(e)打开阀门Ⅱ(14)和注气瓶(12)的开关，向耐高压气体吸附解吸罐(1)注入试验气体，使试样(31)吸附气体24至28小时；在试样(31)充分吸附试验气体后，关闭阀门Ⅱ(14)和注气瓶(12)的开关，打开放空阀(18)并保持其它阀门关闭，待管路中气体排空后关闭放空阀(18)；

(f)在监测控制器(7)上设定试验程序：

当设定恒定功率对试样(31)进行微波辐射时，开启微波发生器(23)，按照恒定功率对试样(31)进行微波辐射，打开阀门Ⅰ(11)，通过气体流量计(9)记录试验气体解吸量的变化，当气体解吸量小于2ml/min时，即认为解吸停止，关闭微波发生器(23)；

当设定恒定温度范围对试样(31)进行微波辐射时，开启微波发生器(23)，对试样(31)进行微波辐射，打开阀门Ⅰ(11)，通过气体流量计(9)记录试验气体解吸量的变化，当达到试验温度范围，温度传感器(2)将信号传递到监测控制器(7)后，监测控制器(7)通过试验程序作用于微波智能调节器(17)从而自动调节微波功率，使试验温度保持在试验温度范围，当气体解吸量小于2ml/min时，即认为解吸停止，关闭微波发生器(23)，关闭阀门Ⅰ(11)；

(g)由监测控制器(7)对已获取试验数据进行后处理并导出，分析微波辐射下试样的气体解吸规律。