CN108043334A - 一种连续式气体水合物收集转移装置 - Google Patents

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宋永臣
田梦茹
杨明军
凌铮
刘卫国
李洋辉
蒋兰兰
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J10/00—Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor

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Abstract

本发明属于水合物应用技术领域，提供了一种连续式气体水合物收集转移装置。该生产装置包括反应釜、收集运输装置、低温液体补充装置和控制装置。该装置结合机械设计原理，能够实现工业化生产的水合物收集运输。液位传感器判断水合物的生成情况，通过工控机控制分离筛的转动，将生成的水合物及时地从液体中分离出来，再通过水平传送带将水合物传送到收集箱中储存起来。不仅能够提高了装置的效率，同时及时收集水合物，提高了水合物的质量。

Description

一种连续式气体水合物收集转移装置
技术领域
本发明属于水合物应用技术领域，涉及到一种连续式气体水合物收集转移装置。
背景技术
气体水合物是一种包络状的晶体，水分子间通过氢键形成晶体网络结构，气体分子由于范德华力被包围在空穴当中。目前，气体水合物在多个领域都得到了应用，例如：水合物法储运天然气、海水淡化、分离气体混合物、CO2置换开采天然气水合物、蓄冷技术。随着水合物技术研究的深入，气体水合物技术的应用会越来越广泛，于是为了满足工业生产以及科研研究的需要，亟需开发高效的水合物生成装置。在水合物生成装置中，水合物的分离比较困难，通常利用水合物密度小于水的物性，待水合物生成后会悬浮在液体表面，若在液面处设置出料口，使得水合物自动流出，这种方法一定程度上水合物的流动性低，只有靠近出料口的水合物容易排出，而远离出料口的水合物难以及时排出，导致生成水合物的浪费。
发明内容
本发明提供了一种连续式气体水合物收集转移装置，为水合物的工业生产提供了一种连续式气体水合物收集转移装置。
本发明的技术方案：
一种连续式气体水合物收集转移装置，包括反应釜1、收集运输装置、低温液体补充装置和控制装置；
所述的反应釜1由耐高压不锈钢制成，高压气瓶6中的高压气体经过第二单向阀7和喷嘴8进入反应釜1中，与低温液体反应生成水合物；
收集运输装置包括分离筛10、水平传送带13、滑块组11、半圆滑轨2、支撑架12、固定架14和水合物收集箱15；分离筛10两侧设有滑槽，各自连接两个滑块组11，每个滑块组11包括两个滑块，其中一个位于分离筛10的滑槽内，另一个位于半圆滑轨2内，由两端带有转动副的连杆连接；通过滑块组11在滑槽和半圆滑轨2内的移动，控制分离筛10的转动和竖直移动；所述的半圆滑轨2通过支撑架12固定支撑在反应釜1内，位于液面上方处；所述的水平传送带13近半圆滑轨2圆心侧、位于圆心下方处，通过固定架14固定并伸入至反应釜1内，用于接收水合物；水合物收集过程分为两个阶段：第一阶段，分离筛10滑槽内的滑块均固定不动，半圆滑轨2圆心处的滑块为固定端，圆周上的滑块为活动端；通过活动端的移动，分离筛10由下部旋转上升，过程中收集水合物，倾斜至一定角度后，停止转动直至水合物全部滑落至水平传送带13上，活动端继续向上移动，带动分离筛10旋转至竖直位置；第二阶段，半圆滑轨2内两个滑块均为活动端，两个滑块同时向下移动，一个移动至半圆滑轨2的最底部，另一个位于半圆滑轨2的圆心处，然后分离筛10滑槽内两个滑块移动，带动分离筛10向下运动，完成一个运动周期；过程中，水平传送带13持续运转，水合物到达最左端后，落入其下方的水合物收集箱15中；
低温液体补充装置包括低温液体箱5、水泵4和第一单向阀3，当液面下降到水位预警位置，第一单向阀3开启，水泵4运行，向反应釜1中补充低温液体；水位达到设定值时，水泵4停止运行，第一单向阀3关闭。
控制系统包括液位传感器9和工控机，液位传感器9设置在反应釜1内，用于探测反应釜1内的液面高度，过程中，由工控机控制水泵、所有阀门、滑块组11和水平传送带13的运动。
本发明的有益效果：结合机械设计原理，发明了一种能够实现工业化生产的水合物收集运输装置。液位传感器判断水合物的生成情况，通过工控机控制分离筛的转动，将生成的水合物及时地从液体中分离出来，再通过运输装置将水合物传送到收集箱中储存起来。不仅能够提高了装置的效率，同时及时收集水合物，提高了水合物的质量。
附图说明
图1是一种连续式气体水合物收集转移装置的结构示意图。
图2是收集运输装置的具体示意图。
图2(a)～图2(c)是第一阶段收集水合物，从水平到收集再到竖直的三个位置处的收集运输装置的示意图。
图2(d)～图2(e)是第二阶段，收集运输装置回归原始状态的示意图。
图中：1反应釜；2半圆滑轨；3第一单向阀；4水泵；5低温液体箱；6高压气瓶；7第二单向阀；8喷嘴；9液位传感器；10分离筛；11滑块组；12支撑架；13水平传送带；14固定架；15水合物收集箱。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
(1)反应釜中水合物生成过程为：打开第二单向阀7，高压气瓶6中的气体进入反应釜1中，与低温液体生成气体水合物，水合物生成后自动上升，最终悬浮在液体表面。
(2)水合物的收集运输过程为：第一阶段，分离筛10滑槽内滑块均固定不动，半圆滑轨2内圆心处滑块为固定端，圆周上滑块为活动端。通过活动端的移动，分离筛10由下部旋转上升，过程中收集水合物，倾斜至一定角度后，停止转动直至水合物全部滑落至水平传送带13上，活动端继续向上移动，带动分离筛10旋转至竖直位置；第二阶段，半圆滑轨2内两个滑块同时向下移动，一个移动至滑轨最底部，另一个位于滑轨圆心处。然后分离筛10滑槽内两个滑块移动，带动分离筛10向下运动，完成一个运动周期；过程中，水平传送带13持续运转，水合物到达最左端后，落入其下方的水合物收集箱15中；
(3)液体补充过程为：当液面下降至设定最低高度时，第一单向阀3打开，水泵4运行，向反应釜1中补充低温液体；当液面上升至设定最高高度时，水泵4停止运行，第一单向阀3关闭。

Claims (1)

1.一种连续式气体水合物收集转移装置，其特征在于，所述的连续式气体水合物收集转移装置包括反应釜(1)、收集运输装置、低温液体补充装置和控制装置；
所述的反应釜(1)由耐高压不锈钢制成，高压气瓶(6)中的高压气体经过第二单向阀(7)和喷嘴(8)进入反应釜(1)中，与低温液体反应生成水合物；
收集运输装置包括分离筛(10)、水平传送带(13)、滑块组(11)、半圆滑轨(2)、支撑架(12)、固定架(14)和水合物收集箱(15)；分离筛(10)两侧设有滑槽，各自连接两个滑块组(11)，每个滑块组(11)包括两个滑块，其中一个位于分离筛(10)的滑槽内，另一个位于半圆滑轨(2)内，由两端带有转动副的连杆连接；通过滑块组(11)在滑槽和半圆滑轨(2)内的移动，控制分离筛(10)的转动和竖直移动；所述的半圆滑轨(2)通过支撑架(12)固定支撑在反应釜(1)内，位于液面上方处；所述的水平传送带(13)近半圆滑轨(2)圆心侧、位于圆心下方处，通过固定架(14)固定并伸入至反应釜(1)内，用于接收水合物；水合物收集过程分为两个阶段：第一阶段，分离筛(10)滑槽内的滑块均固定不动，半圆滑轨(2)圆心处的滑块为固定端，圆周上的滑块为活动端；通过活动端的移动，分离筛(10)由下部旋转上升，过程中收集水合物，倾斜至一定角度后，停止转动直至水合物全部滑落至水平传送带(13)上，活动端继续向上移动，带动分离筛(10)旋转至竖直位置；第二阶段，半圆滑轨(2)内两个滑块均为活动端，两个滑块同时向下移动，一个移动至半圆滑轨(2)的最底部，另一个位于半圆滑轨(2)的圆心处，然后分离筛(10)滑槽内两个滑块移动，带动分离筛(10)向下运动，完成一个运动周期；过程中，水平传送带(13)持续运转，水合物到达最左端后，落入其下方的水合物收集箱(15)中；
低温液体补充装置包括低温液体箱(5)、水泵(4)和第一单向阀(3)，当液面下降到水位预警位置，第一单向阀(3)开启，水泵(4)运行，向反应釜(1)中补充低温液体；水位达到设定值时，水泵(4)停止运行，第一单向阀(3)关闭；
控制系统包括液位传感器(9)和工控机，液位传感器(9)设置在反应釜(1)内，用于探测反应釜(1)内的液面高度，过程中，由工控机控制水泵、所有阀门、滑块组(11)和水平传送带(13)的运动。
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