定后，進(jìn)行充氣。整個(gè)裝置中的各個(gè)栗及閥門均被啟動(dòng)，可由工控機(jī)22統(tǒng)一控制。氣體從高壓氣源4通過減壓閥5，經(jīng)進(jìn)氣栗6恒壓輸送到節(jié)流裝置7處，氣體節(jié)流膨脹后獲得瞬時(shí)低溫，流出節(jié)流裝置7，并在型水合物反應(yīng)器右側(cè)的液相中上升，逐漸形成水合物。根據(jù)預(yù)設(shè)值，可控背壓閥8可自動(dòng)調(diào)節(jié)31型水合物反應(yīng)器內(nèi)的壓力，維持節(jié)流裝置7出口壓力恒定，確保水合物高效生成。同時(shí)，從可控背壓閥8流出的氣體，通過干燥器9干燥后，可從進(jìn)氣栗6流進(jìn)型水合物反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)氣體的重復(fù)利用。由于氣體水合物密度低于水的特性，待水合物顆粒上浮后會自動(dòng)從η型水合物反應(yīng)器右側(cè)流到左側(cè)。流到左側(cè)的水合物漿經(jīng)細(xì)孔濾網(wǎng)過濾出部分溶液，得到的溶液儲存在型水合物反應(yīng)器左側(cè)底端，并且溶液的高度可由液位傳感器15實(shí)時(shí)監(jiān)測。一旦溶液的高度高于設(shè)定值，抽液栗17會自動(dòng)運(yùn)行，單向逆止閥3會跟隨開啟，儲存的溶液會重新從型水合物反應(yīng)器右端流進(jìn);若溶液高度低于設(shè)定值，抽液栗17停止運(yùn)行，單向逆止閥3關(guān)閉，進(jìn)液栗2自動(dòng)運(yùn)行，單向逆止閥3開啟，溶液罐I對型水合物反應(yīng)器補(bǔ)給溶液。如此運(yùn)行循環(huán)，實(shí)現(xiàn)水合物漿的連續(xù)生成。
[0022](3)水合物漿回收:固液混輸栗13處于運(yùn)行狀態(tài)，單向逆止閥3跟隨打開，可實(shí)時(shí)抽取堆積在細(xì)孔濾網(wǎng)11上的水合物漿，并回收到水合物漿儲存罐14中。
[0023]本發(fā)明涉及的基于氣體節(jié)流技術(shù)的連續(xù)式氣體水合物方法與裝置不僅僅局限于以上所述結(jié)構(gòu)和步驟。以上僅為發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案所做的任何等效變換和組合使用，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于氣體節(jié)流技術(shù)的連續(xù)式氣體水合物漿合成裝置，其特征在于，該裝置包括JT型水合物反應(yīng)器、進(jìn)氣系統(tǒng)、收集裝置、循環(huán)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)測量與控制系統(tǒng)，JT型水合物反應(yīng)器分別與進(jìn)氣系統(tǒng)、收集裝置、循環(huán)系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)測量與控制系統(tǒng)直接相連； 型水合物反應(yīng)器分為左部和右部，右部為氣體水合物的生成區(qū)，利用氣體水合物密度低于水的特性，待氣體水合物顆粒上浮后自動(dòng)流到左部，左部為水合物漿的分離和收集區(qū)；型水合物反應(yīng)器包括制冷盤管、安全閥、細(xì)孔濾網(wǎng)、水合物漿出口以及出水口，制冷盤管位于31型水合物反應(yīng)器內(nèi)壁，用于準(zhǔn)確控制31型水合物反應(yīng)器內(nèi)的溫度;安全閥位于反應(yīng)器左部上端;細(xì)孔濾網(wǎng)位于JT型水合物反應(yīng)器左部的下端，傾斜布置貼于JT型水合物反應(yīng)器內(nèi)壁，對水合物漿進(jìn)行初步過濾，水合物漿從水合物漿出口流出，該水合物漿出口無法使氣體通過；出水口設(shè)置在JT型水合物反應(yīng)器左下端，用于溶液循環(huán)P型水合物反應(yīng)器的上端和下端均設(shè)有可自由拆卸的堵頭，方便安裝和維修； 進(jìn)氣系統(tǒng)包括高壓氣罐、進(jìn)氣栗、氣體節(jié)流裝置、可控背壓閥及干燥器，高壓氣源通過減壓閥與進(jìn)氣栗相連，向JT型水合物反應(yīng)器內(nèi)輸送氣體，使水合物生成環(huán)境處于氣飽和狀態(tài)，保證連續(xù)生成水合物;進(jìn)氣栗與氣體節(jié)流裝置連通，以恒定壓力將氣體輸送到節(jié)流裝置;氣體節(jié)流裝置位于型水合物反應(yīng)器右部下端，氣體經(jīng)節(jié)流裝置流入型水合物反應(yīng)器；該節(jié)流裝置為單向流通，僅允許氣體流入;可控背壓閥安裝在JT型水合物反應(yīng)器右部上端，與干燥器連通，最終接入進(jìn)氣管路連接進(jìn)氣栗； 收集裝置包括固液混輸栗、單向逆止閥以及水合物漿儲存罐，固液混輸栗通過單向逆止閥與水合物漿出口相連，用于收集所形成的水合物漿;收集到的水合物漿被回收到水合物漿儲存罐中； 循環(huán)系統(tǒng)包括液位傳感器、單向逆止閥、抽液栗、進(jìn)液栗和溶液罐，液位傳感器安裝在JT型水合物反應(yīng)器左部下端，用于測量過濾后得到的溶液高度P型水合物反應(yīng)器左部下端的出水口與單向逆止閥相連，只允許水從出口流出；抽液栗的進(jìn)口與單向逆止閥相連，出口與進(jìn)液栗連通;抽液栗根據(jù)過濾后得到的溶液高度自動(dòng)運(yùn)行，單向逆止閥跟隨抽液栗的啟停而開關(guān)；當(dāng)過濾后得到的溶液高度大于設(shè)定值，表示水量過多，抽液栗自動(dòng)啟動(dòng)將溶液抽出，單向閥門跟隨打開，過濾后得到的溶液將重新補(bǔ)給到反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)溶液的重復(fù)利用；當(dāng)過濾后得到的溶液高度小于設(shè)定值，抽液栗停止運(yùn)行，單向閥隨之自動(dòng)關(guān)閉;連通溶液罐的進(jìn)液栗自動(dòng)運(yùn)行，向反應(yīng)器內(nèi)補(bǔ)液，直到反應(yīng)器左部的溶液液位高于設(shè)定值即停止運(yùn)行； 數(shù)據(jù)測量與控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊和工控機(jī)，溫度傳感器和壓力傳感器安裝在反應(yīng)器上端，用于檢測反應(yīng)器內(nèi)的溫度和壓力；溫度傳感器和壓力傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與工控機(jī)相連，各栗、閥門均由工控機(jī)統(tǒng)一實(shí)行自動(dòng)控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)式氣體水合物漿合成裝置，其特征在于，所述的型水合物反應(yīng)器本體部分為不銹鋼材質(zhì)，耐壓值2 30MPa;制冷盤管溫度范圍-30-20°C ;高壓氣源耐壓值2 30MPa;水合物漿儲存罐為不銹鋼材質(zhì)，外層添加恒溫隔熱材料。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)式氣體水合物漿合成裝置，其特征在于，所述的節(jié)流裝置的出氣口朝下安置，僅允許氣體單向流進(jìn)η型水合物反應(yīng)器內(nèi)。4.用權(quán)利要求1-3任一所述的連續(xù)式氣體水合物漿合成裝置實(shí)現(xiàn)連續(xù)式氣體水合物漿合成方法，其特征在于，步驟如下: (I)注水-控溫:進(jìn)液栗運(yùn)行，單向逆止閥自動(dòng)打開，溶液從溶液罐流進(jìn)型水合物反應(yīng)器，待型水合物反應(yīng)器左部液體達(dá)到一定高度，即流到型水合物反應(yīng)器右部，液位傳感器檢測到JT型水合物反應(yīng)器右部液體高度大于設(shè)定值，進(jìn)液栗立即停止工作，單向逆止閥跟隨進(jìn)液栗自動(dòng)關(guān)閉，注水完成;設(shè)定制冷盤管溫度，通過溫度傳感器準(zhǔn)確控制型水合物反應(yīng)器內(nèi)的溫度； (2)進(jìn)氣-水合物連續(xù)生成:待31型水合物反應(yīng)器內(nèi)溫度穩(wěn)定后，進(jìn)行充氣;整個(gè)裝置中的各個(gè)栗及閥門均被啟動(dòng)，由工控機(jī)統(tǒng)一控制;氣體從高壓氣源通過減壓閥，經(jīng)進(jìn)氣栗恒壓輸送到節(jié)流裝置處，氣體節(jié)流膨脹后獲得瞬時(shí)低溫，流出節(jié)流裝置，并在型水合物反應(yīng)器右部的液相中上升，逐漸形成水合物;根據(jù)預(yù)設(shè)值，可控背壓閥自動(dòng)調(diào)節(jié)JT型水合物反應(yīng)器內(nèi)的壓力，維持節(jié)流裝置出口壓力恒定，確保水合物高效生成；同時(shí)，從可控背壓閥流出的氣體，通過干燥器干燥后，從進(jìn)氣栗流進(jìn)型水合物反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)氣體的重復(fù)利用;氣體水合物密度低于水的特性，待氣體水合物顆粒上浮后自動(dòng)從型水合物反應(yīng)器右部流到左部;流到左部的氣體水合物漿經(jīng)細(xì)孔濾網(wǎng)過濾出部分溶液，得到的溶液儲存在型水合物反應(yīng)器左部底端，溶液的高度由液位傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測；當(dāng)溶液的高度高于設(shè)定值，抽液栗自動(dòng)運(yùn)行，單向逆止閥跟隨開啟，儲存的溶液重新從JT型水合物反應(yīng)器右部流進(jìn)；當(dāng)溶液高度低于設(shè)定值，抽液栗停止運(yùn)行，單向逆止閥關(guān)閉，進(jìn)液栗自動(dòng)運(yùn)行，單向逆止閥開啟，溶液罐對:π型水合物反應(yīng)器補(bǔ)給溶液;如此運(yùn)行循環(huán)，實(shí)現(xiàn)水合物漿的連續(xù)生成； (3)水合物漿回收:固液混輸栗處于運(yùn)行狀態(tài)，單向逆止閥跟隨打開，實(shí)時(shí)抽取堆積在細(xì)孔濾網(wǎng)上的水合物漿，并回收到水合物漿儲存罐中。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于氣體節(jié)流技術(shù)的連續(xù)式氣體水合物漿合成方法與裝置，屬于水合物技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，包括注水‐控溫、注氣‐水合物連續(xù)生成部分和水合物漿回收部分。注氣‐水合物連續(xù)生成部分包括進(jìn)氣系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)。氣體通過節(jié)流膨脹后進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，獲得瞬時(shí)低溫，促進(jìn)水合物迅速生成。利用氣體水合物密度于水的特性，待水合物顆粒上浮后自動(dòng)流出反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)水合物的連續(xù)生成。水合物漿過濾后得到的溶液可經(jīng)循環(huán)流回反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)溶液的重復(fù)利用。本發(fā)明中π型水合物反應(yīng)器設(shè)計(jì)新穎、簡單，利于水合物收集；制備方法易于操作，進(jìn)一步提高了水合物漿的生成效率和產(chǎn)出量。該合成方法及裝置的設(shè)計(jì)靈活，亦可進(jìn)行多項(xiàng)氣體水合物合成方面的研究。
【IPC分類】C10L3/10, B01J3/04
【公開號】CN105670725
【申請?zhí)枴緾N201610005395
【發(fā)明人】宋永臣, 楊明軍, 付喆, 趙越超, 張毅, 蔣蘭蘭
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月6日