有機碳含量測試實驗的樣品前處理裝置的製作方法

2023-09-17 12:48:10 1

本實用新型涉及到石油地質領域中對頁巖樣品進行有機碳含量測試的樣品前處理設備，具體是一種能夠將頁巖樣品中的無機碳環保快速高效地反應處理裝置。

背景技術：

在石油地質領域中，對鑽井所取的巖心樣品進行的有機碳含量的測試實驗是對一個區塊進行頁巖氣資源評價的一項重要測試。為了有機碳含量測試結果的準確性，需將樣品中的無機碳經過化學反應處理完全，而目前的處理方法是將粉末狀的樣品放入坩堝然後加入稀鹽酸溶液進行反應。當坩堝內反應液滲濾完後，再次滴入鹽酸，反覆多次滴加鹽酸後才能夠反應完全，坩堝內反應液滲濾時間緩慢，大概20-30分鐘添加一次鹽酸，所以這個前處理過程大致需要72小時才能完成，工作量大，耗費大量人力，而且將從坩堝滲濾出的未完全參與反應的鹽酸液體直接排入下水道，造成環境汙染。

基於此，開發一種高效率、無汙染的有機碳含量測試樣品的前處理設備很有必要。

技術實現要素：

本實用新型是為了解決現有有機碳含量測試樣品的前處理過程中時間長、汙染大的問題，提供了一種可行的無汙染、高效率的樣品前處理裝置。

本實用新型是採用如下技術方案實現的：

一種有機碳含量測試實驗的樣品前處理裝置，包括不鏽鋼坩堝架，所述不鏽鋼坩堝架為雙層，其表層密布有放置坩堝的通孔，其下層底部通過法蘭與玻璃反應瓶的上部接口連接，所述玻璃反應瓶的上部接口一側設置有真空泵連接口，所述玻璃反應瓶上設置鹼液進料口，所述玻璃反應瓶底部設置排液口。

工作時，將每個盛有樣品的坩堝（25×25mm）放置於不鏽鋼坩堝架的相應通孔內，並抽真空，然後向坩堝中加入稀鹽酸溶液與樣品中的無機碳進行反應，由於在相對真空環境下，反應液在幾分鐘內（大概2-3分鐘）就會滲濾到與坩堝架下方連接的玻璃反應瓶中，之後反覆多次滴加鹽酸至坩堝內，由於加快了反應液的滲濾速度，樣品前處理時間大大加快（縮短到半小時之內），前處理完畢後向反應瓶加入鹼溶液與未完全反應的鹽酸溶液進行中和反應，反應完全後，殘液經排液口排入地下水道，從而實現對實驗樣品的高效無汙染前處理工作。

本實用新型具有如下優點：

1、該裝置中通過抽真空的方式，給反應體系提供相對負壓的環境，能夠將原來花費72小時的樣品前處理時間縮短到半小時之內，極大地縮短反應時間。

2、玻璃反應瓶中能夠在常溫條件下進行酸鹼中和反應，避免直接排出酸液對環境造成汙染，降低了實驗人員的勞動強度和時間成本，提高工作效率。

3、該實用新型裝置設計操作簡單，拆卸清洗方便。

本實用新型設計合理，該有機碳含量測試實驗的樣品前處理設備是將不鏽鋼坩堝架、玻璃反應瓶經法蘭連接並通過抽真空的方式實現對樣品中無機碳的完全快速處理。

附圖說明

圖1表示本實用新型的結構示意圖。

圖中：1-不鏽鋼坩堝架，2-法蘭，3-真空泵連接口，4-鹼液進料口，5-玻璃反應瓶，6-排液口，11-通孔，21-上部接口。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施例進行詳細說明。

一種有機碳含量測試實驗的樣品前處理裝置，如圖1所示，包括不鏽鋼坩堝架1，所述不鏽鋼坩堝架1為雙層（表層為平面，下層為錐形），其表層密布有放置坩堝的通孔11（用於同時處理很多個樣品），其下層底部通過法蘭2與玻璃反應瓶5的上部接口21連接，所述玻璃反應瓶5的上部接口21一側設置有真空泵連接口3，所述玻璃反應瓶5上設置鹼液進料口4，所述玻璃反應瓶5底部設置排液口6，排液口6設置有閥門。

實驗時，坩堝採用碳硫坩堝，又稱紅外碳硫坩堝、高頻爐坩堝、CS坩堝，碳硫分析專用坩堝廣泛用於鋼鐵、冶金、石油、機械製造、科研部門。材質：SiO2 80% Al2O3 20%，外觀：圓柱形，底端帶凸起。外形尺寸：23*23mm 24*24mm，25*25mm(通用)，26*26mm，正負0.5mm。使用時，不鏽鋼坩堝架1上放置盛有粉末巖石樣品的坩堝，坩堝底端凸起正好放置於坩堝架的表層通孔內，坩堝與不鏽鋼坩堝架的表層通孔緊密貼合，真空泵通過真空泵連接口3與裝置連接，將系統抽真空。之後將稀鹽酸溶液加入坩堝中，與巖石樣品中的無機碳進行反應，在相對真空環境下，坩堝滲濾的反應液體在幾分鐘之內就會流入經法蘭2連接的玻璃反應瓶5，之後反覆多次添加鹽酸，基本上可以做到連續添加，將樣品前處理時間縮短到半小時之內。前處理反應完畢後，玻璃反應瓶5中會有部分未完全參與反應的稀鹽酸溶液，經過進料口4加入鹼溶液與稀鹽酸進行中和反應，防止環境汙染，反應殘液通過排液口6排出，前處理過程完畢。

以上實施例僅用於說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實例對本實用新型進行了詳細描述，本領域技術人員應當理解，可以借鑑實用新型的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本實用新型的總之和範圍，都應被視為包括在實用新型的權利要求範圍之內。