一种天然气水合物连续化生产装置

1.本实用新型涉及水合物制备技术领域，具体而言，涉及一种天然气水合物连续化生产装置。


背景技术：

2.随着工业水平的不断提高，人们对能源的清洁程度提出了新的要求，天然气水合物作为一种新型清洁能源出现在大众的视线。天然气水合物是指天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为可燃冰。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境，2011年，世界上已发现的可燃冰分布区多达116处，科学家估计，海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。但是开采天然气水合物时，如果不能有效的实现对温度和压力的控制，就会造成温室效应加剧、海底滑塌等一系列的环境问题。因而如果可以高效的实现人造天然气水合物的生产工作，既可以使用天然气水合物作为一种清洁能源，又可以预防因开采天然气水合物时产生的环境问题。目前人们生产天然气水合物时主要使用间歇作业的方式，无法高效率的完成天然气水合物的制备工作。连续化生产作为未来的生产趋势，可以提高能源的利用率，实现化工过程的自动化控制，大大提高天然气水合物的制备效率。中国专利201920801397.2公开了一种绞笼式天然气水合物连续反应装置，该装置包括绞笼反应釜、收集单元、超声分散单元、控制和监测单元、动力单元、供气单元、供液单元和高低温恒温箱，利用绞笼杆的螺旋实现水合物的运输，但是由于其绞笼杆与外壳之间的间隙中可能填充入水合物固体，因而会造成堵塞的现象。
3.基于此，亟需研发一种天然气水合物连续化生产装置，来解决上述问题，完成人造天然气水合物的生产工作。


技术实现要素：

4.为了解决上述背景中提出的问题，本实用新型提供了一种天然气水合物连续化生产装置，该装置不仅可以实现天然气水合物的连续化生产，而且结构简单，便于维修。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术手段如下：一种天然气水合物连续化生产装置由反应釜，液固分离装置，喷枪，换热器，压缩机，离心泵，增压机以及除沫器组成。上述反应釜内安装喷枪，上述喷枪与反应釜外壳通过螺栓连接，上述喷枪共6个并均匀分布于反应釜内，上述反应釜上端安装有气体出口，上述气体出口处有除沫器，上述除沫器经管道分别与压缩机和换热器相连，上述反应釜外壳上安装有夹套，上述反应釜下端安装气体入口和液体出口，上述液固分离装置由活塞，漏网，阀以及储罐组成。上述反应釜处于高压状态下。
6.进一步，上述液固分离装置底部安装液体出口并连接于液体循环管路。
7.进一步，上述气体经换热器连接于气体循环管路。
8.进一步，气体分为两条支路，一条支路分别与6个喷枪处的水一同以喷雾的形式进
入反应釜内，另一条支路由反应釜底部进入反应釜，由于水以喷雾的形式进入反应釜，因而可以大大增大水与甲烷的接触面积，提高反应效率。
9.由于实用新型采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是明显的：
10.(1)本实用新型采用气体循环管路与液体循环管路相结合的方式，实现了未反应原料的回收与再利用。
11.(2)本实用新型采用液固分离装置，实现水溶液及天然气水合物固体的分离工作，因而有利于实现天然气水合物的连续化生产。
12.(3)本实用新型采用底部使用气体入口及上部使用液体喷雾的方式，因而气体与液体可以充分反应，提高了反应效率。
附图说明
13.图1是本实用新型一种天然气水合物连续化生产装置整体示意图；
14.图2是本实用新型一种天然气水合物连续化生产装置中液固分离装置示意图；
15.图3是本实用新型一种天然气水合物连续化生产装置中喷枪截面处的截面图；图中标号说明
16.1气体入口，2压缩机，3除沫器，4换热器，5喷枪，6阀，7增压机，8液体入口，9阀，10反应釜，11夹套，12气体循环管路，13阀，14液固分离装置，15液体循环管路，16离心泵，17活塞，18漏网，19阀，20储罐
具体实施方式
17.下面结合附图通过以下实施方式对本实用新型进一步说明。
18.请参阅图1和图2，一种天然气水合物连续化生产装置由反应釜10，液固分离装置14，喷枪5，换热器4，压缩机2，离心泵16，增压机7以及除沫器3组成。上述反应釜10内安装喷枪5，上述喷枪5与反应釜10外壳通过螺栓连接，上述喷枪5共6个并均匀分布于反应釜10内，上述反应釜10上端安装有气体出口，上述气体出口处有除沫器3，上述除沫器3经管道分别与压缩机2和换热器4相连，上述反应釜10外壳上安装有夹套11，上述反应釜10下端安装气体入口和液体出口，上述液固分离装置14由活塞17，漏网18，阀19以及储罐20组成。上述液固分离装置14底部安装液体出口并连接于液体循环管路15。上述气体经换热器4连接于气体循环管路12。
19.本实用新型的工作过程如下：
20.液态水经液体入口8，阀6及增压机7完成增压过程后进入喷枪5，并由喷枪5以喷雾的形式进入反应釜，甲烷由气体入口1进入，并经由压缩机2和换热器4分为两条支路，一条支路经阀13进入反应釜10底部，进而甲烷与水在反应釜10内进行反应，另一条支路经阀9由喷枪进入反应釜10，可以做到除垢的作用，其中未反应的甲烷经反应釜10上方气体出口和除沫器3，完成甲烷的干燥处理，经由压缩机2和换热器4分别完成甲烷的加压与冷却处理，并由夹套11带走反应所产生的热量，进而保持天然气水合物的生成条件不变，最终处理后的甲烷回到气体循环管路12，继续进行反应；而在反应釜10内得到的天然气水合物经反应釜10下方的液体入口进入液固分离装置14，在液固分离装置14内经由漏网18，天然气水合物会集中在漏网18上，而水会经漏网18和离心泵16回到液体循环管路15，其中天然气水合
物在漏网18上会越来越多，而活塞17在液固分离装置14内做往复运动，并将天然气水合物推入储罐20内，当储罐20内天然气水合物达到一定产量后，关闭阀19，更换储罐20，继续完成天然气水合物的生产工作。
21.以上实施方案仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案。不脱离本实用新型精神的任何修改或局部替换，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。


技术特征：
1.一种天然气水合物连续化生产装置，其特征在于，包括反应釜，液固分离装置，喷枪，换热器，压缩机，离心泵，增压机以及除沫器，上述反应釜内安装喷枪，上述喷枪与反应釜外壳通过螺栓连接，上述喷枪共6个并均匀分布于反应釜内，上述反应釜上端安装有气体出口，上述气体出口处有除沫器，上述除沫器经管道分别与压缩机和换热器相连，上述反应釜外壳上安装有夹套，上述反应釜下端安装气体入口和液体出口，上述液固分离装置由活塞，漏网，阀以及储罐组成。2.根据权利要求1所述的一种天然气水合物连续化生产装置，其特征在于，所述反应釜从上到下分别拥有气体出口，液体入口，气体入口及液体出口。3.根据权利要求1所述的一种天然气水合物连续化生产装置，其特征在于，未反应甲烷分别通过除沫器、压缩机及换热器，分别完成甲烷的干燥、加压及冷却处理工作，进入气体循环管路，从而继续通入反应釜内反应；未反应的水经离心泵进入液体循环管路，从而继续通入反应釜内反应。4.根据权利要求1所述的一种天然气水合物连续化生产装置，其特征在于，水经过6个相同的分路进入喷枪，水经喷枪以喷雾的形式进入反应釜。5.根据权利要求1所述的一种天然气水合物连续化生产装置，其特征在于，甲烷由气体入口进入，并经由压缩机和换热器分为两条支路，一条支路经阀进入反应釜底部，进而甲烷与水在反应釜内进行反应，另一条支路经阀由喷枪进入反应釜，可以做到除垢的作用。

技术总结
本实用新型公开了一种天然气水合物连续化生产装置，由反应釜，液固分离装置，喷枪，换热器，压缩机，离心泵，增压机以及除沫器组成。上述反应釜内安装喷枪，上述喷枪与反应釜外壳通过螺栓连接，上述喷枪共6个并均匀分布于反应釜内，上述反应釜上端安装有气体出口，上述气体出口处有除沫器，上述除沫器经管道分别与压缩机和换热器相连，上述反应釜外壳上安装有夹套，上述反应釜下端安装气体入口和液体出口，上述液固分离装置由活塞，漏网，阀以及储罐组成。本实用新型既可以实现天然气水合物的连续化生产，又通过甲烷与水的循环系统，实现原料的回收再利用工作。料的回收再利用工作。料的回收再利用工作。


技术研发人员：段振亚 刘太龙 张俊梅 彭凌风 王飞 张浩东 王杰
受保护的技术使用者：青岛科技大学
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2022/4/15