Дегазационная установка Советский патент 1989 года по МПК C02F1/20 B01D19/00 C02F103/02 C02F103/08 

1

(21)4228534/23-26

(22)02. 03. 87

(46) 07.09.89. Бкш. № 33

(75) Е.Ф.Доильницын и В.Ф.Шугуров

(53)66.069.84 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 880995, кл. В 01 D 19/00, 1979.

(54)ДЕГАЗАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

(57)Изобретение касается газогеохимических исследований и предназначено для и: влечения растворенного или сорбированного газа из образцов донных осадков, морской или пресной воды и может применяться при изучении качественного и количественного составов извлеченного газа примети- тельно к различного рода газовым съемкам и нефтепоисковым работам. Цель изобретения - повышение степени извлечения газовых компонентов, особенно тяжелых углеводородных газов, из воды и донных осадков, повышение точности количественного и качественного анализов содержащихся в пробе газов, обеспечение сбора, хранения и консервирования извлеченных газов. Установка состоит из нагревателя воды с контролируемой температурой подогрева для основной дегазации воды, холодильника с контролем температуры охлаждаемой воды, приемника-дегазатора с высокооборотной мешалкой, второго холодильника, выполняющего ррль затвора от попадания паров воды в измерительную часть установки и форвакуумный насос, диафрагменного насоса и измерителя давления, В установке предусмотрена возможность отбора газа дпя хроматографии. Дополнительная очистка от следов влаги и C0j позволяет консервировать газ в ампулы в экспедиционных условиях для дальнейших физико-химических исследований и изотопных измерений, 2 ил.

i

сл

Изобретение касается газогеохимических исследований и предназначено для извлечения растворенного или сорбированного газа из образцов донных осадков, морской или пресной воды и может применяться при изучении качественного и количественного составов извлеченного газа применительно к различного рода газовым съемкам и нефтепоисковым работам. Цель изобретения - повышение степени извлечения газовых компонентов, особенно тяжелых углеводородных газов из воды и донных осадков, повышение точности количественного и качественного анализов содержащих в пробе газов, обеспечение сбора, хранения и консервирования извлеченных газов. Установка состоит из нагревателя воды с контролируемой температурой подогрева для основной дегазации воды, холодильника с контролем температуры охлаждаемой воды, приемника-дегазатора с высокооборотной мешалкой, второго холодильника, выполняющего роль затвора от попадания паров воды в измерительную часть установки и форвакуумный насос, диафрагменного насоса и измерителя давления. В установке предусмотрена возможность отбора газа для хроматографии. Дополнительная очистка от следов влаги и CO₂ позволяет консервировать газ в амплулы в экспедиционных условиях для дальнейших физико-химических исследований и изотопных измерений. 2 ил.

Изобретение относится к газогеохимическим исследованиям, предназначено для извлечения растворенного в воде или сорбированного в донных осадках газа и применяется при изучении качественного, количественного и изотопного состава извлеченных углеводородных газов (УВГ).

Цель изобретения - повышение степени извлечения газовых компонентов, особенно тяжелых УВГ, из воды и донных осадков, повышение точности количественного и качественного анализа содержащихся в пробе газов.

обеспечение сбора, хранения и консервирования углеводородных газов.

На фиг. 1 изображена дегазационная установка; на фиг. 2 - холодильник.

Дегазационная установка состоит из разветвленной на две входной вакуумной линии, перекрываемой обычными хирургичесими зажимами 1, 2. Зажим 1 перекрывает предварительно обез- гаженную воду в сосуде А, изолированном от атмосферы диафрагмой из вакуумной резины, которая плотно прилегая к воде, по мере расхода воды

О1

о СП

00

со

со

31S0

пдавливас 1ч:я внутрь сосуда. Зажим 2 перокрывает батометр Б или иной сосуд с водой, в которой необходимо определить газовый состав. Нагреватель 3 выполнен из нефжавеющей трубки, помещаемой в трубчатую электрическую печь. Холодильник А выполняется из стекла. Дегазатор-приемник 5 воды или донных осадков представ- ляет собой полый цилиндр емкостью 1000 мл из стекла, зажатый двумя флацами с резиновыми прокладками с помощью двух стержней, оканчивающихся резьбой. Фланцы выполнены из органи- ческого стекла. В верхнем фланце ва- куумно плотно закреплены две трубки (одна для ввода воды, а вторая для откачки форвакуумным насосом и для отбора дегазированного газа). В ниж- нем фланце закреплена вакуумно плотно трубка для слива дегазированной воды.

Мешалка fi представляет собой стержень диаметром 6 мм, верхний конец которого через муфту соединен с валом электромотора, нижний опирается а подпятник, запрессованный в нижний фланец приемника-дегазатора. На ниж- ем конце стержня мешалки закрепле- на крыльчатка,- при вра1цении создающая взмученную массу донных осадков или воды. Электродвигатель 7 трехфазный, 5 ВТ, 3000 об/мин. Электродвигатель имеет блок 8 реверса, представляющий собой временной переключатель направления вращения. Продолжительность перемешивания для воды составляет 15 с правого и 15 с левого вращения. Общее время вращения в зависимости от отгазовки ВОДЕ, и содержания тяжелых УВГ подбирается пратически. При дегазации донных осадков реверс обычно не используется. Улавливатель 9 паров воды - обычная противоточная стеклянная, разборная на щлифе ловушка-, помещаемая в хладагент. Диафрагменный насек- 10 - эт две полусферы из оргстекла, разделеные диафрагмой из вакуумной резины. В сферах закреплены вакуумно плотно две трубки. Вакуумметр 11 - стандарный образцовый, стрелочный прибор, колонка 1 очистки извлеченного газ изготовлена из стекла и заполнена пглотителями воды и углекислого газа Ампулы 13 для сбора, :;ра)1ения и консервации газа изготовлены из стекла и имеют емкость 15t)-2UU м.п. Они от

0

5 О Q -

5

5

тянуты с двух сторон, что позволяет присх)единят1 их к вакуумной системе и отпаивать. Система содержит также форвакуумиый Fiacoc 1А, пробоотборник

15- замерную емкость, закрытую с од- ИОГС1 конца диафраг мой, что позволяет отбирать газ шприцом для хромотогра- фического анализа УВГ. На газпрово- дах вакуумных линий имеются зажимы

16- 28. Уловитель 9 паров помещен в сосуд Дьюара 29. На линиях диа- фрагменного насоса 10 имеются зажимы 30-32. На линиях уловителя паров и приемника-дегазатора установлены зажимы 33 и 34.

Установка работает следуюпщм образом .

При дегазации воды после присоединения батометра Б вся система откачивается форвакуумным насосом 1А по линии зажимов 16-28. Остаточное давление контролируется вакуумметром 11, При получении рабочего вакуума зажимами 16 и 18 ограничивается пространство при дегазации воды. Зажимами 22,24-28 изолируется пространство для отбора и хранения газа.

Вода из батометра Б поступает в нагреватель 3. Температура нагревания поды контролируется и регулируется мощностью нагревателя 3 и скоростью подачи воды. Происходит первичная дегазация воды. Выделившийся газ поступает через холодильник 4 в приемник 5. Отпускаются зджимы 18, 1,30 и 31. Зажим 32 зажат. Форва- куумный насос 14 создает разрежение в нижней части диафрагменного насоса и газ приемника 5 поступает через улавливатель 9 паров воды в верхнюю часть диафрагменного насоса 10. Пережимаются зажимы 18 и 30, отжимается зажим 32, газ, находящийся в верхней полусфере 10, атмосферным давлением переводится в объем, при отжатии зажима 23 ограниченный зажимами 18 и 24.

Пережимаются зажимы 23 и 32, отжимаются 18 и. 30, Диафрагменный насос 10 забирает очередную порщпо газа. После отбора необходимого количества воды из батометра зажим 20 перекрывается, продолжается дегазация воды с использованием мешалки 6, приводимой во вращение электродвигателем 7, управляемым блоком реверса. Реверс двигателя необходим при 3000 об/мин

лопатки мешалки для выполнения роли кавитационного органа, т.е. создания разрывов струи воды, обтекающей лопатку, в которую выделяется газ, it чтобы этот газ опять не осталсл в воде при схлопывании волы, веда, увлекаемая лопатками, начинает вра- (цаться, образуя параболу и оголяя стержень вращения, куда и выделяются газы. Но если не прекратить вращения воды, она может, поднимаясь по стенкам выплеснуться в вакуумную С}гстему Применяя реверс, создается как бы дополнительная скорость лопаток относительно воды и получаются дополнительная кавитация и лучшее выделение газа. Дегазация продолжается до тех пор, пока показание манометра при отборе очередной порции газа не останется постоянным. Газ полностью изъят. Количество газа определяется по произведению откалиброванного объема, ограниченного зажимами 18, 2) и 2А, на давление по показанию прибора 11, т.е. определяется PV, приводя и его к нормальным условиям, вычисляется объем выделившегося газа. Отбор газа для хроматографирования осуществляется из пробоотборника 15, кудл газ перводится диафрагменным насосом

При консервации извлеченного газа содержащего УВГ, он очищается от следов влаги и COj в колонке 12, через которую прогоняется диафрагменным насосом в ампулу 13, в которой они могут накапливаться |Храниться или отпаиваться. При ненадобности извлеченный и замеренный газ выбрасывается в атмосферу. Отсоединяется батометр, отжимается зажим 2, зажим 17 зажат,зажимы 34 и 33 отжаты, сода удаляется из дегазаторов и ловушки. Установка приводится в первоначальное состояние для последующих дегазаций .

При дегазации донных осадков проба - донный осадок взвешивается, помещается в приемник-дегазатор 5, закрывается фланцем сосуда, где помещен электродвигатель, и вакуумирует- ся так же, как в случае дегазации ьоды. Для лучшего выделения cop6i - рованных и растворенных газов из плотных донных осадков в дегазатор подается дегазированная вода из сосуда А, нагретая в нагревателе 3 до 30-50 С в зависимости от температуры осадка. Вода подается при включенной

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мешалке, ко. 1ичество воды контролируется по ее уровню в приемнике-дегазаторе в соотношении примефно t:1 к массе донного осадка. Дегазация осадк.а проводится аналогично дегазации воды, т.е. до полного выделения г аза, определяемого по показанию прибора 11. Для смены образца донного осадка заменяется или приемник-дегазатор на другой, заполненный осадком, или, если есть возможность, заменяется целиком блок дегазатора с электромотором .

Применение изобретения с такой технологической цепочкой позволяет повысить степень извлечения УВГ, практически до степени обнаружения хроматографом - п-10 o6.Z, особенно тяжелых УВГ. Предлагаемая установка позволяет извлекать газы из морской и пресной воды, донных осадков, их количественное и качественное измерение с возможностью накапливания из нескольких образцов с последующей консервацией, повышает точность измерения и надежность получаемых результатов.

Формула изобретения Дегазационная установка, содержащая установленнь1е по1::1едовательно на газопроводе с зажимами нагреватель, дегазатор-прис мни ;, уловитель паров воды, замерную емкость, форвакуумньм и диафрагменный насосы, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что, с целью повышения степени извлечения газовых компонентов, особенно тяжелых углеводородных газов из воды и донных осадков, повышения точности количественного и качественного анализов, содержащихся в пробе газов, обеспечения сбора, хранения и консе 5вирования углеводородных газов, нагреватель снабжен трубчатой электрической печью с термодатчиками для обеспечения контролируемой первичной дегазации, установка снабжена установленными перед нагревателем и соединенными между собой сосудом с обезгаженной водой и батометром, а также ус танов- ленным после нагревателя холодильником, приемник-дегазатор снабжен мешалкой, а уловитель паров - сосудом Дьюара, установка снабжена также размещенными после замерно) емкости колонкой с поглотителями для очистки газов и ампулами для сбора, хранения и консервации извлеченных газов.

ПУЗ, лор

Sffdo

Щиг.1

rffJ

.г