天然气水合物合成装置的制作方法

本发明涉及水合物合成，尤其涉及一种天然气水合物合成装置。

背景技术：

1、天然气水合物是一种在低温高压环境中甲烷和水形成的白色似冰状化合物，主要气体成分为甲烷，标准状态下，1立方米的水合物可以存储164立方米的甲烷气体，因其储能密度大，存储压力低，天然气水合物为天然气储存、运输和天然气分离提供了替代解决方案。

2、然而，现有技术中的天然气水合物合成通常采用单一的合成方式，导致水合物合成效率低下，例如反应釜只配备搅拌装置扰动液体，以期提高水合物生成速率，但是，水合物一般生长在气液界面，仅靠搅拌装置难以进一步增加气液接触面积，合成反应速率不高；此外，反应釜内的水合物合成通常是间歇性的，一次合成后需停止操作，然后打开反应釜取出水合物，这种操作过程繁琐且难度较大，使得反应釜难以进行连续作业，同时在打开反应釜取出水合物的过程中，会使反应釜内未参与反应的气体和液体流出，造成资源浪费。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种天然气水合物合成装置，能够提高水合物合成效率、减少资源浪费，且有利于使反应釜进行快速连续的作业。

2、如上构思，本发明所采用的技术方案是：

3、本发明提供一种天然气水合物合成装置，包括：

4、反应釜，包括釜体和搅拌装置，所述搅拌装置的搅拌头伸入所述釜体内部并能够旋转搅拌，所述釜体顶部固设有喷淋头；

5、注气装置，连接于所述釜体底部并与所述釜体内部相连通，所述注气装置用于向所述釜体内部注气；

6、注液装置，连接于所述喷淋头且通过所述喷淋头向所述釜体内部注液；

7、循环储气装置，所述循环储气装置连通于所述釜体和所述注气装置之间，所述循环储气装置用于收集所述釜体内部的溢出气体并将所述溢出气体输送至所述注气装置；

8、收集处理装置，所述收集处理装置的一端连通于所述釜体侧面，另一端连通于所述注液装置，所述收集处理装置用于收集所述釜体排出的天然气水合物浆体，所述收集处理装置能够将所述天然气水合物浆体分离为固态水合物和液体，并将分离后的所述液体输送至所述注液装置。

9、在一些实施例中，所述注液装置包括储液罐和注液管路，所述注液管路设置于所述储液罐和所述喷淋头之间，所述注液管路上连接有恒压恒速泵，所述恒压恒速泵用于抽取所述储液罐内部的液体原料。

10、在一些实施例中，所述收集处理装置包括第一连接管路、第二连接管路、处理器和储罐，所述第一连接管路连接于所述釜体侧面和所述处理器的入口之间，所述第二连接管路连接于所述处理器的液体出口和所述储液罐之间，所述储罐连接于所述处理器的固体出口，所述储罐用于接收并储存所述处理器排出的所述固态水合物。

11、在一些实施例中，所述处理器包括壳体和柱塞，所述柱塞可移动设置于所述壳体内部，所述柱塞用于挤压所述处理器内部的所述天然气水合物浆体，所述壳体的外壳壁和内壳壁之间设置有夹层，所述夹层用于容纳冷却介质。

12、在一些实施例中，所述注液管路上还连接有第一预冷装置，所述第一预冷装置设置于所述恒压恒速泵和所述喷淋头之间。

13、在一些实施例中，所述注气装置包括气瓶、气体增压装置、高压储气罐和第三连接管路，所述气体增压装置连接于所述气瓶的出气口，所述高压储气罐连接于所述气体增压装置的输出端，所述气瓶内的气体原料经由所述气体增压装置增压后储存至所述高压储气罐内部，所述第三连接管路连接于所述高压储气罐和所述釜体之间，所述高压储气罐内的高压气体经由所述第三连接管路进入所述釜体内部。

14、在一些实施例中，所述循环储气装置包括第四连接管路、第五连接管路和集气罐，所述第四连接管路连接于所述釜体顶部与所述集气罐之间，所述第五连接管路连接于所述集气罐与所述气体增压装置之间，所述釜体内部的溢出气体通过所述第四连接管路进入所述集气罐内，所述集气罐内的气体能够经由所述第五连接管路进入所述气体增压装置进行增压。

15、在一些实施例中，所述第四连接管路上设置有干燥器。

16、在一些实施例中，所述第三连接管路上设置有第二预冷装置；

17、和/或，所述第三连接管路上设置有调压阀和气体流量控制器。

18、在一些实施例中，天然气水合物合成装置还包括真空系统；所述真空系统包括真空泵和气液分离器，所述气液分离器的一端与所述釜体顶端相连接，所述气液分离器的另一端与所述真空泵相连接。

19、本发明的有益效果：

20、本发明提供的天然气水合物合成装置，集成了喷淋、鼓泡和搅拌的多种水合物合成方式，能够使气体原料和液体原料充分接触，进而提高水合物的合成效率；并且，通过循环储气装置和收集处理装置能够实现未参与合成反应的气体和液体的循环利用，减少资源浪费，合成后的天然气水合物浆体能够从釜体侧面快速排出至收集处理装置，排出后即可继续注气注液以进行下一次的合成反应，无需使各装置全部停止并打开釜体，有利于使反应釜进行快速连续的作业。

技术特征：

1.天然气水合物合成装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的天然气水合物合成装置，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的天然气水合物合成装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的天然气水合物合成装置，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的天然气水合物合成装置，其特征在于，

6.根据权利要求1～5中任一项所述的天然气水合物合成装置，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的天然气水合物合成装置，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的天然气水合物合成装置，其特征在于，

9.根据权利要求6所述的天然气水合物合成装置，其特征在于，

10.根据权利要求1～5中任一项所述的天然气水合物合成装置，其特征在于，还包括真空系统(6)；

技术总结本发明公开了一种天然气水合物合成装置，包括：反应釜，包括釜体和搅拌装置，搅拌装置的搅拌头伸入釜体内部并能够旋转搅拌，釜体顶部固设有喷淋头；注气装置，连接于釜体底部并与釜体内部相连通，注气装置用于向釜体内部注气；注液装置，连接于喷淋头且通过喷淋头向釜体内部注液；循环储气装置，循环储气装置连通于釜体和注气装置之间，循环储气装置用于收集釜体内部的溢出气体并将溢出气体输送至注气装置；收集处理装置，收集处理装置用于收集釜体排出的天然气水合物浆体，收集处理装置能够将天然气水合物浆体分离为固态水合物和液体，并将分离后的液体输送至注液装置。本发明能够提高水合物合成效率、减少资源浪费，且有利于快速连续作业。技术研发人员：宁子杰,陆红锋,沙志彬,王通,陈蕊,刘玲,邢东辉,刘纪勇,田文龙受保护的技术使用者：广州海洋地质调查局技术研发日：技术公布日：2024/10/17