CN105169995B - 天然气水合物实验用混合罐及储存天然气水合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然气水合物实验用混合罐及储存天然气水合物的方法，特别是一种应用于天然气水合物实验领域的天然气水合物实验用混合罐及储存天然气水合物的方法。本发明提供的天然气水合物实验用混合罐，包括底座、罐体、盖子、搅拌装置、加热装置、氮气注入管、盐水注入管、浆体输入管、浆体输送出管和氮气释放管。本发明提供的储存天然气水合物的方法，包括以下几个步骤：将水合物粉料倒入罐体中；注入氮气；对罐体内的物质加热；采用本申请的天然气水合物实验用混合罐，可以使天然气水合物浆体内浆体温度处于理想的压力已经温度之间，使水合物浆体不会分解，也可流动，能够为实用及时提供合格的天然气水合物。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然气水合物实验用混合罐及储存天然气水合物的方法，特别是一种应用于天然气水合物实验领域的天然气水合物实验用混合罐及储存天然气水合物的方法。
背景技术
天然气水合物是由水和天然气在高压低温环境下生成的非化学计量性笼状晶体物质，是一种高密度、高热值的非常规能源，天然气水合物被普遍认为将是21世纪最有潜力的接替能源，尤其是海洋天然气水合物因其量大而尚未开发受到普遍重视,在固态流化开采过程中天然气水合物在管道中流动分解试验成为重要的开采方法研究手段。
天然气水合物与盐水混合管流分解实验中，涉及到将天然气水合物粉料与盐水混合形成浆体，然后进行管道输送。在水合物浆体进入管道前要保持其可流动且不分解,然而天然气水合物粉料稳定不分解的条件是低温、高压，在低温条件下与之混合的盐水会结冰，导致无法流动，在高压下又无法将天然气水合物粉料加入罐体内。因此，将天然气水合物粉料与盐水混合并形成能流动的浆体，成为实验的难题，现有技术中还没有一种可以保证天然气水合物稳定不分解的情况下与盐水混合形成可流动浆体的天然气水合物实验用混合罐和储存天然气水合物的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以保证天然气水合物稳定不分解的情况下与盐水混合形成可流动浆体的天然气水合物实验用混合罐。
为解决上述技术问题本发明采用的天然气水合物实验用混合罐，包括底座、罐体、盖子、搅拌装置、加热装置、氮气注入管、盐水注入管、浆体输入管、浆体输出管和氮气释放管，所述罐体设置在底座上，所述盖子安装在罐体顶部，所述搅拌装置设置在罐体内的底部，所述加热装置设置在罐体内部；所述氮气注入管安装在罐体的侧壁上，并且氮气注入管与罐体内部连通；所述盐水注入管安装在罐体的侧壁上，并且盐水注入管与罐体内部连通；所述浆体输入管安装在罐体的侧壁上，并且浆体输入管与罐体内部连通；所述浆体输出管安装在罐体的侧壁上，并且浆体输出管与罐体内部连通；所述氮气释放管安装在盖子上，并且氮气注入管与罐体内部连通。
进一步的是，所述搅拌装置包括搅拌器和电机，所述搅拌器安装在罐体内的底部，所述电机安装在搅拌器下方，电机输出轴与搅拌器传动连接。
进一步的是，所述加热装置为电加热层，所述电加热层附着在罐体的内壁上。
进一步的是，还包括温度计，所述温度计设置在盖子上。
进一步的是，所述罐体外部还设置有保温层。
进一步的是，所述氮气注入管上设置有氮气注入阀门(17)，所述盐水注入管上设置有盐水注入阀门，所述浆体输入管上设置有浆体输入阀门，所述浆体输出管上设置有浆体输出阀门。
进一步的是，所述盖子与罐体采用快开扣连接。
进一步的是，所述氮气释放管上设置有节流阀。
进一步的是，还包括压力表，所述压力表设置在盖子上。
本发明的有益效果是：采用本申请的天然气水合物实验用混合罐，可以使天然气水合物浆体内浆体温度处于理想的压力已经温度之间，使水合物浆体不会分解，也可流动，能够为实用及时提供合格的天然气水合物。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种可以保证天然气水合物稳定不分解的情况下与盐水混合形成可流动浆体的储存天然气水合物的方法。
为解决上述技术问题本发明采用的储存天然气水合物的方法，包括以下几个步骤：
A、将预制好的水合物粉料倒入罐体中；
B、向罐体中注入氮气；
C、对前述步骤中放入罐体内的物质进行加热；
D、向罐体内注入盐水，同时将氮气释放管与外界连通，并保持罐体压力不变，至到氮气排放管有水排出时，停止注入盐水，并使氮气释放管与外界隔断；
E、利用搅拌装置将罐内物质搅拌均匀。
本发明的有益效果是：采用本申请的储存天然气水合物的方法，可以使天然气水合物浆体内浆体温度处于理想的压力已经温度之间，使水合物浆体不会分解，也可流动，能够为实用及时提供合格的天然气水合物。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中零部件、部位及编号：罐体1、盖子2、搅拌器3、电机4、电加热层5、压力表6、温度计7、氮气注入管8、盐水注入管9、浆体输入管10、浆体输送出管11、氮气释放管12、节流阀13、浆体输出阀门14、盐水注入阀门15、浆体输入阀门16、氮气注入阀门(17)17、底座18。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的天然气水合物实验用混合罐，包括底座18、罐体1、盖子2、搅拌装置、加热装置、氮气注入管8、盐水注入管9、浆体输入管10、浆体输出管11和氮气释放管12，所述罐体1设置在底座18上，所述盖子2安装在罐体1顶部，所述搅拌装置设置在罐体1内的底部，所述加热装置设置在罐体1内部；所述氮气注入管8安装在罐体1的侧壁上，并且氮气注入管8与罐体1内部连通；所述盐水注入管9安装在罐体1的侧壁上，并且盐水注入管9与罐体1内部连通；所述浆体输入管10安装在罐体1的侧壁上，并且浆体输入管10与罐体1内部连通；所述浆体输出管11安装在罐体1的侧壁上，并且浆体输出管11与罐体1内部连通；所述氮气释放管12安装在盖子2上，并且氮气注入管8与罐体1内部连通。其中底座18，用于放置整个装置。氮气注入管8，引入高压氮气，使罐内到达设定的实验温度。盐水注入管9用于引入高压盐水替换罐体1内的高压氮气。氮气释放管12用于在注入高压盐水替换罐体1内的高压氮气时释放罐体1内的氮气。浆体输入管10和浆体输出管11，将罐体1内可流动浆体输送入实验管路。加热装置用于为水合物浆体升温达到实验设定的温度。搅拌装置用于转动搅拌，以免水合物浆体中的水合物颗粒沉淀。
所述搅拌装置包括搅拌器3和电机4，所述搅拌器3安装在罐体1内的底部，所述电机4安装在搅拌器3下方，电机4输出轴与搅拌器3传动连接。工作时电机4带动罐体1内的搅拌器3转动，将罐体1内的混合物搅拌均匀。
所述加热装置为电加热层，所述电加热层附着在罐体1的内壁上。采用电加热层使加热均匀，电加热层的功率可调，有利于精确控制加热温度。
还包括温度计7，所述温度计7设置在盖子2上。将温度计7设置在盖子2上可以实时监控罐体1内的温度。
所述罐体1外部还设置有保温层。罐体1外部设置的保温层有利于罐体1长期保持设定的温度。
所述氮气注入管8上设置有氮气注入阀门17，所述盐水注入管9上设置有盐水注入阀门15，所述浆体输入管10上设置有浆体输入阀门16，所述浆体输出管11上设置有浆体输出阀门14。通过阀门的开闭来控制物料的进出。
所述盖子2与罐体1采用快开扣连接。采用快开扣连接，使盖子2与罐体1连接可靠，密封性能好，并可耐高压，同时可以方便快速地打开盖子2，
所述氮气释放管12上设置有节流阀13。节流阀13的开度可根据罐内的压力进行控制。
还包括压力表6，所述压力表6设置在盖子2上。利用压力表6可以实时监控罐体1内压力。
本发明采用的储存天然气水合物的方法，包括以下几个步骤：
A、将预制好的水合物粉料倒入罐体1中；
B、向罐体1中注入氮气；
C、对前述步骤中放入罐体1内的物质进行加热；
D、向罐体1内注入盐水，同时将氮气释放管12与外界连通，并保持罐体1压力不变，至到氮气排放管有水排出时，停止注入盐水，并使氮气释放管12与外界隔断；
E、利用搅拌装置将罐内物质搅拌均匀。
在具体实施时，本储存方法的操作流程如下：
关闭氮气注入阀门17、盐水注入阀门15、浆体输入阀门16和浆体输出阀门14，打开节流阀13，然后打开盖子2将预先制备好的水合物粉料倒入罐体1中，再将盖子2盖上并关紧，关闭节流阀13，打开氮气注入阀门17，注入氮气，同时观察压力表6，待压力达到设定温度时关闭氮气注入阀门17，然后对点电加热层通电，同时观察温度计7，待温度达到设定温度时关闭电源，此时打开盐水注入阀门15注入冷却制备好的盐水，同时打开节流阀13并观察压力表6，保持压力不变，待氮气排放管有水排出时，立即关闭阀门节流阀13和盐水注入阀门15，启动电动机驱动搅拌器3将罐内混合物搅拌均匀，需要使用时将浆体输入管10，浆体输出管11接入实验管路，打开浆体输入阀门16和浆体输出阀门14进行循环实验。此时管内浆体温度处于-2℃～2℃之间，压力处于10～20MPa之间，在此条件下水合物浆体不会分解，也可流动。
Claims (9)
1.天然气水合物实验用混合罐，其特征在于：包括底座、罐体(1)、盖子(2)、搅拌装置、浆体输入管和浆体输出管，所述罐体(1)设置在底座上，所述盖子(2)安装在罐体(1)顶部，所述搅拌装置设置在罐体(1)上，所述浆体输入管安装在罐体(1)的侧壁上，并且浆体输入管与罐体(1)内部连通；所述浆体输出管安装在罐体(1)的侧壁上，并且浆体输出管与罐体(1)内部连通，还包括氮气注入管(8)，氮气注入管(8)上设置有氮气注入阀门(17)，还包括盐水注入管(9)，盐水注入管(9)上设置有盐水注入阀门(15)，所述浆体输入管(10)上设置有浆体输入阀门(16)，所述浆体输出管(11)上设置有浆体输出阀门(14)。
2.如权利要求1所述的天然气水合物实验用混合罐，其特征在于：所述搅拌装置包括搅拌器(3)和电机(4)，所述搅拌器(3)安装在罐体(1)内的底部，所述电机(4)安装在搅拌器(3)下方，电机(4)输出轴与搅拌器(3)传动连接。
3.如权利要求1所述的天然气水合物实验用混合罐，其特征在于：还包括电加热层(5)，所述电加热层(5)附着在罐体(1)的内壁上。
4.如权利要求1所述的天然气水合物实验用混合罐，其特征在于：还包括温度计(7)，所述温度计(7)设置在盖子(2)上。
5.如权利要求1所述的天然气水合物实验用混合罐，其特征在于：所述罐体(1)外部还设置有保温层。
6.如权利要求1所述的天然气水合物实验用混合罐，其特征在于：所述盖子(2)与罐体(1)采用快开扣连接。
7.如权利要求1所述的天然气水合物实验用混合罐，其特征在于：还包括氮气释放管(12)，氮气释放管(12)上设置有节流阀(13)。
8.如权利要求1所述的天然气水合物实验用混合罐，其特征在于：还包括压力表(6)，所述压力表(6)设置在盖子(2)上。
9.采用如权利要求1所述的混合罐储存天然气水合物的方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
A、将预制好的水合物粉料倒入罐体(1)中；
B、向罐体(1)中注入氮气；
C、对前述步骤中放入罐体(1)内的物质进行加热；
D、向罐体(1)内注入盐水，同时将氮气释放管(12)与外界连通，并保持罐体(1)压力不变，至到氮气释放管(12)有水排出时，停止注入盐水，并使氮气释放管(12)与外界隔断；
E、利用搅拌装置将罐内物质搅拌均匀。
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