CN112127851A - 一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用 - Google Patents

一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,微界面强化系统应用于开采可燃冰中的方法为:微界面强化系统的第一入口通入天然气,第二入口通入经换热器加热的盐水,天然气和加热后的盐水经微界面强化系统混合后,得到微气泡和/或微液滴乳化液;得到的微气泡和/或微液滴乳化液通过泵打入第一竖井,第一竖井上端连接微界面强化系统,下端伸入到可燃冰矿层,可燃冰矿层经微气泡和/或微液滴乳化液融化为气液混合物,气液混合物经第二竖井输送到气液分离装置,经气液分离装置分离得到天然气。本发明通过形成微气泡和/或微液滴乳化液,降低熔融可燃冰矿层的流体的凝固点,使其不易凝结,从而提高开采效率。

Description

一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用
技术领域
本发明涉及一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用, 属于能源开采技术领域。
背景技术
随着传统能源的减少以及环境保护要求的提高,开发和利用新型的清洁能源迫在眉睫。可燃冰是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质,分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中。可燃冰因储量大、分布广、相对比较清洁等优点,引起了全球的重视,各国竞相开发。
现有的可燃冰开采是利用高压水蒸气打入含有可燃冰的矿层,其能量消耗大,而且高压水蒸气在打入过程中经管道冷却,容易冷凝形成液体甚至凝固结冰,使得输送高压水蒸气的管道堵塞,达不到使用要求。
发明内容
本发明的目的是解决传统可燃冰开采过程中的热源流体易凝结现象,提供一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,通过降低熔融可燃冰矿层的流体的凝固点,使其不易凝结,从而提高开采效率。
本发明提供了一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用。
优选地,所述微界面强化系统包括混合器主体,和连接混合器主体进口端的微界面发生器。
优选地,微界面发生器为气泡破碎器和/或液滴破碎器。
所述气泡破碎器为气动式气泡破碎器、液动式气泡破碎器或气液联动式气泡破碎器中的至少一种。
同时,本发明还提供了一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,所述微界面强化系统应用于开采可燃冰中的方法为:
(1)微界面强化系统的入口端设有第一入口和第二入口,所述第一入口通入天然气,所述第二入口通入经换热器加热的盐水,天然气和加热后的盐水经微界面强化系统混合后,得到微气泡和/或微液滴乳化状混合液(简称乳化液);
(2)将步骤(1)得到的微气泡和/或微液滴乳化液通过泵打入第一竖井,所述第一竖井上端连接微界面强化系统,下端伸入到可燃冰矿层,可燃冰矿层经微气泡和/或微液滴乳化液融化为气液混合物,气液混合物经第二竖井输送到气液分离装置,经气液分离装置分离得到天然气,存储到第一储罐中。
优选地,所述微气泡和/或微液滴的直径为大于等于1μm且小于1000μm。
优选地,所述盐水的加热温度为80~120℃。
优选地,所述气液分离装置液体出口端连接浓缩装置入口端,所述浓缩装置出口端连接第二储罐入口端,所述第二储罐出口端连接所述换热器。
优选地,所述浓缩装置为蒸发式或膜过滤式。
优选地,所述气液分离装置为釜式、旋风式或挡板式气液分离器。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
(1) 本发明将微界面强化装置应用于开采可燃冰的过程中,通过形成微气泡和/或微液滴乳化液,降低熔融可燃冰矿层的流体的凝固点,使其不易凝结,从而提高开采效率;
(2)本发明将微界面强化装置应用于开采可燃冰的过程中,可以通过气液分离装置、浓缩装置的设置,使得饱和盐水可循环使用;
(3)本发明将微界面强化装置应用于开采可燃冰的过程中,通过饱和盐水和天然气混合后打入竖井内,并不引入其它杂质气体,后续工段不需要进行气体的分离,开采成本低。
附图说明
图1是本发明实施例1、实施例2的一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用的工艺流程图;
图2是本发明实施例3、实施例4的一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用的工艺流程图;
图3是本发明的微界面强化系统结构示意图;
图中:1、混合器主体;2、微界面发生器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明的一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用。
如图所示,本发明的一种微界面强化系统应用于开采可燃冰中的方法为:
(1)微界面强化系统的入口端设有第一入口和第二入口,所述第一入口通入天然气,所述第二入口通入经换热器加热的盐水,天然气和加热后的盐水经微界面强化系统混合后,得到微气泡和/或微液滴乳化液;
(2)将步骤(1)得到的微气泡和/或微液滴乳化液通过泵打入第一竖井,所述第一竖井上端连接微界面强化系统,下端伸入到可燃冰矿层,可燃冰矿层经微气泡和/或微液滴乳化液融化为气液混合物,气液混合物经第二竖井输送到气液分离装置,经气液分离装置分离得到天然气,存储到第一储罐中。
将微界面强化装置应用于开采可燃冰的过程中,通过形成微气泡和/或微液滴乳化液,降低熔融可燃冰矿层的流体的凝固点,使其不易凝结,从而提高开采效率。
实施例1
一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,所述微界面强化系统包括混合器主体1,和连接混合器主体1进口端的微界面发生器2,所述微界面发生器2为气泡破碎器,所述气泡破碎器为气动式气泡破碎器,气动式气泡破碎器采用气体驱动,输入气量远大于液体量。
如图1、图3所示,本发明的一种微界面强化系统应用于开采可燃冰中的方法为:
(1)微界面强化系统的入口端设有第一入口和第二入口,所述第一入口通入天然气,所述第二入口加热的盐水,所述盐水温度为80℃,天然气和加热后的盐水经微界面强化系统混合后,得到微气泡和/或微液滴乳化液,微气泡和/或微液滴的直径大于等于1μm且小于1000μm;
(2)将步骤(1)得到的微气泡和/或微液滴乳化液通过泵打入第一竖井,所述第一竖井上端连接微界面强化系统,下端伸入到可燃冰矿层,可燃冰矿层经微气泡和/或微液滴乳化液融化为气液混合物,气液混合物经第二竖井输送到釜式气液分离器,经釜式气液分离器分离得到天然气,存储到第一储罐中;釜式气液分离器液体出口端连接蒸发式浓缩装置入口端,浓缩装置出口端连接第二储罐入口端,所述第二储罐出口端连接所述换热器。
实施例2
一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,所述微界面强化系统包括混合器主体1,和连接混合器主体1进口端的微界面发生器2,所述微界面发生器2为气泡破碎器,所述气泡破碎器为液动式气泡破碎器,液动式气泡破碎器采用液体驱动,输入气量一般小于液体量。
如图1、图3所示,本发明的一种微界面强化系统应用于开采可燃冰中的方法为:
(1)微界面强化系统的入口端设有第一入口和第二入口,所述第一入口通入天然气,所述第二入口通入加热的盐水,所述盐水温度为120℃,天然气和盐水经微界面强化系统混合后,得到微气泡和/或微液滴乳化液,微气泡和/或微液滴的直径大于等于1μm且小于1000μm;
(2)将步骤(1)得到的微气泡和/或微液滴乳化液通过泵打入第一竖井,所述第一竖井上端连接微界面强化系统,下端伸入到可燃冰矿层,可燃冰矿层经微气泡和/或微液滴乳化液融化,经第二竖井输送到挡板式气液分离器,经挡板式气液分离器分离得到天然气,存储到第一储罐中;挡板式气液分离器液体出口端连接膜过滤式浓缩装置入口端,浓缩装置出口端连接第二储罐入口端,所述第二储罐出口端连接所述换热器。
实施例3
一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,所述微界面强化系统包括混合器主体1,和连接混合器主体1进口端的微界面发生器2,所述微界面发生器2为气泡破碎器,所述气泡破碎器为液动式气泡破碎器,液动式气泡破碎器采用液体驱动,输入气量一般小于液体量。
如图2、图3所示,本发明的一种微界面强化系统应用于开采可燃冰中的方法为:
(1)气柜中的天然气经压缩机加压到10MPa,通过微界面强化系统设置的第一入口通入天然气;浓缩装置将浓缩后的盐水通入换热器,通过微界面强化系统设置的第二入口通入经换热器加热的盐水,所述盐水的加热温度为100℃,天然气和加热后的盐水经微界面强化系统混合后,得到微气泡和/或微液滴乳化液,微气泡和/或微液滴的直径大于等于1μm且小于1000μm;
(2)将步骤(1)得到的微气泡和/或微液滴乳化液通过泵打入第一竖井,所述第一竖井上端连接微界面强化系统,下端伸入到可燃冰矿层,可燃冰矿层经微气泡和/或微液滴乳化液融化为气液混合物,气液混合物经第二竖井输送到旋风式气液分离器,经旋风式气液分离器分离得到天然气,旋风式气液分离器液体出口端连接蒸发式浓缩装置入口端,分离得到的天然气气体存储到第一储罐中,一部分存储,剩余部分输送至天然气气柜;旋风式气液分离器液体出口端连接多效蒸发式浓缩装置入口端,浓缩装置出口端连接第二储罐入口端,所述第二储罐出口端连接所述换热器完成一次开采循环。
本发明将微界面强化装置应用于开采可燃冰的过程中,通过形成微气泡和/或微液滴乳化液,降低熔融可燃冰矿层的流体的凝固点,使其不易凝结,从而提高开采效率;本发明将微界面强化装置应用于开采可燃冰的过程中,可以通过气液分离装置、浓缩装置的设置,使得饱和盐水可循环使用;本发明将微界面强化装置应用于开采可燃冰的过程中,通过饱和盐水和天然气混合后打入竖井内,并不引入其它杂质气体,后续工段不需要进行气体的分离,开采成本低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用。
2.根据权利要求1所述的一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,其特征是,所述微界面强化系统包括混合器主体,和连接混合器主体进口端的微界面发生器。
3.根据权利要求2所述的一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,其特征是,所述微界面发生器为气泡破碎器和/或液滴破碎器。
4.根据权利要求3所述的一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,其特征是,所述气泡破碎器为气动式气泡破碎器、液动式气泡破碎器或气液联动式气泡破碎器中的至少一种。
5.根据权利要求1~4任一项所述的一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,其特征是,所述微界面强化系统应用于开采可燃冰中的方法为:
(1)微界面强化系统的入口端设有第一入口和第二入口,所述第一入口通入天然气,所述第二入口通入经换热器加热的盐水,天然气和加热后的盐水经微界面强化系统混合后,得到微气泡和/或微液滴乳化液;
(2)将步骤(1)得到的微气泡和/或微液滴乳化液通过泵打入第一竖井,所述第一竖井上端连接微界面强化系统,下端伸入到可燃冰矿层,可燃冰矿层经微气泡和/或微液滴乳化液融化为气液混合物,气液混合物经第二竖井输送到气液分离装置,经气液分离装置分离得到天然气,存储到第一储罐中。
6.根据权利要求5所述的一种微界面强化系统在开采可燃冰过程中的应用,其特征是,所述微气泡和/或微液滴的直径为大于等于1μm且小于1000μm。
7.根据权利要求5所述的一种微界面强化系统在开采可燃冰过程中的应用,其特征是,所述盐水的加热温度为80~120℃。
8.根据权利要求5所述的一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,其特征是,所述气液分离装置液体出口端连接浓缩装置入口端,所述浓缩装置出口端连接第二储罐入口端,所述第二储罐出口端连接所述换热器。
9.根据权利要求8所述的一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,其特征是,所述浓缩装置为蒸发式或膜过滤式。
10.根据权利要求5所述的一种微界面强化系统在开采可燃冰中的应用,其特征是,所述气液分离装置为釜式、旋风式或挡板式气液分离器。
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