CN208554097U - 一种双槽式气体水合物连续生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双槽式气体水合物连续生产装置，为气体水合物利用技术的推广提供技术装备，它主要由气体贮罐、气体流量计、旋拧阀、调压阀、压力传感器、真空泵、压缩机、冷凝器、膨胀阀、冷却盘管、高压反应装置、特制风机、保温套、离心泵、液体流量计、反应液贮罐、保温反应釜盖、液压推板、壳体、固体水合物储存槽、液压挡板和鼓泡板组成。所述气体贮罐依次与气体流量计、旋拧阀和调压阀相连;反应液贮罐依次与液体流量计、旋拧阀和离心泵相连，高压反应装置放于冷却盘管中间。本实用新型双槽式气体水合物连续生产装置，结构设置简单，运行高效、于操作和控制、成本少、能耗低，占地小。

Description

一种双槽式气体水合物连续生产装置

技术领域

本实用新型涉及一种气体水合物连续生产装置，具体是一种双槽式气体水合物连续生产装置。

背景技术

气体水合物是水与甲烷、乙烷、二氧化碳、氢气等轻质气体形成的非化学计量性笼状晶体物质，又称笼型水合物。目前已发现的水合物晶体结构有 3 种， 习惯上称为 I型、II 型、H 型。形成水合物的水分子称为主体，形成水合物的其他组分称为客体。主体水分子通过氢键相连形成一些多面体笼孔，尺寸合适的客体分子填充在这些笼子内，使其具有热力学稳定性。

我国天然气资源丰富，主要分布在西部和中部地区，且有大量分散小气田，液化天然气输送、管路输送都不经济。天然气水合物储运技术是近十年来发展的新技术，鉴于天然气水合物成本低、灵活方便等各种优势，水合物输送天然气将会是天然气输送的趋势。

氢能来源丰富、可再生、热效率高和燃烧清洁，是一种高能量密度、清洁的绿色新能源， 如何有效利用氢能引起了人们的广泛研究， 而氢气的储运是氢能有效利用的关键问题。储氢材料包括金属氢化物储氢、碳纳米管、配位氢化物储氢、水合物储氢。用水合物的形式储存氢气是近年来发展起来的一种物理储氢方法， 国内外发展历史到现在只有十多年的时间，水合物作为储氢材料的应用研究仍然处于起步阶段。

全球变暖问题已成为国际关注的问题之一，温室效应主要是CO₂ 等气体的大量排放，CO₂ 的捕获与封存问题是缓解温室效应的有效途径，近年来备受各国关注。水合物法封存 CO₂ 技术是将 CO₂气体以固体水合物的形式埋藏于地底或深海中。应用水合物法捕获与封存CO₂对于应对全球气候变化具有重要的意义。

水合物技术是根据不同气体在特定温度下生成固态水合物相平衡压力不同的原理，将混合气体中某些组分存储在固态水合物中，达到分离效果。同时，水合物技术在解决煤矿瓦斯温室效应、提高瓦斯利用率、防治环境污染等方面也受到了密切关注，其应用范围非常广泛，诸如天然气储运、汽车燃料、制氢和储氢、气体分离、溶液提浓、海水淡化、蓄电池等领域，尤其在应对我国日益加快的工业化进程中凸显的能源短缺、能源结构不合理、利用率偏低、生态环境污染等问题时不可或缺。

实用内容

本实用新型的目的在于提供一种双槽式气体水合物连续生产装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种双槽式气体水合物连续生产装置，包括气体贮罐、真空泵、冷却盘管、高压反应装置和反应液贮罐，所述高压反应装置上设有壳体，高压反应装置上端设有保温反应釜盖，高压反应装置内中间设有液压挡板，高压反应装置分为双槽式高压反应装置，高压反应装置内部设有固体水合物储存槽，固体水合物储存槽上部设有排气管道，固体水合物储存槽左侧连接有气体循环管道，气体循环管道上设有第四旋拧阀和高压泵，气体循环管道外部设有保温套，高压反应装置上端右侧设有进气口，高压反应装置上端左侧设有排气口，高压反应装置右侧下端设有进液口，高压反应装置右侧内壁上端安装有液压推板，液压推板下端的高压反应装置底部设有设有鼓泡板，所述冷却盘管套设在高压反应装置上，所述真空泵右侧连接有第二旋拧阀和第三旋拧阀，第二旋拧阀下端连通排气口；所述气体贮罐连通进气口；所述反应液贮罐连通进液口。

作为本实用新型进一步的方案：所述液压挡板设置为液压控制且可上下移动。

作为本实用新型再进一步的方案：所述液压推板设置为液压控制可上下左右移动，且高压反应装置内部配合设有滑轨。

作为本实用新型再进一步的方案：所述鼓泡板设置包括栅板、百叶窗式分布器、筛板、孔板，鼓泡板上不均匀钻有直径为3-6mm的小孔，鼓泡板焊接设置在距高压反应装置底部5cm处。

作为本实用新型再进一步的方案：所述冷却盘管外部连接有压缩机、冷凝器和膨胀阀，压缩机、冷凝器和膨胀阀串联。

作为本实用新型再进一步的方案：所述气体贮罐左侧依次连接有气体流量计、第一旋拧阀、调压阀和压力传感器。

作为本实用新型再进一步的方案：所述气体贮罐内部气体设置包括CH₄、CO₂、H₂。

作为本实用新型再进一步的方案：所述反应液贮罐左侧依次连接有液体流量计、第五旋拧阀和离心泵。

作为本实用新型再进一步的方案：所述反应液贮罐内反应液设置为去离子水与水合物生成促进剂的配比溶液，水合物生成促进剂包括CH₄水合物生成促进剂、CO₂水合物生成促进剂和H₂水合物生成促进剂。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用双槽式气体水合物连续生产装置，高压反应装置的隔板设计有效地节省了空间，鼓泡板的设计加强了气体扰动和增加气液接触面积，从而提高了水合物生成速度。此外本实用新型结构设置简单，运行高效、能耗低，占地小，可用于储存和运输海上油田伴生气、陆上油田伴生气、煤层气、二氧化碳气体等以及基于水合物利用的相关技术领域如天然气中脱硫、脱碳，煤层气脱氧，制冷技术等，进一步节省天然气储运费用，提高气体分离效率，有效的节约了能源和成本。

附图说明

图1为一种双槽式气体水合物连续生产装置的结构示意图。

图2为一种双槽式气体水合物连续生产装置中高压反应装置的结构示意图。

其中：气体贮罐1、气体流量计2、第一旋拧阀3、调压阀4、压力传感器5、第二旋拧阀6、第三旋拧阀7、真空泵8、压缩机9、冷凝器10、膨胀阀11、冷却盘管12、高压反应装置13、第四旋拧阀14、特制风机15、保温套16、离心泵17、第五旋拧阀18、液体流量计19、反应液贮罐20、保温反应釜盖21、液压推板22、壳体23、固体水合物储存槽24、液压挡板25、鼓泡板26。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

请参阅图1、2所示，一种双槽式气体水合物连续生产装置，包括气体贮罐1、真空泵8、冷却盘管12、高压反应装置13和反应液贮罐20，所述高压反应装置13上设有壳体23，高压反应装置13上端设有保温反应釜盖21，高压反应装置13内中间设有液压挡板25，液压挡板25设置为液压控制且可上下移动，高压反应装置13分为双槽式高压反应装置，高压反应装置13内部设有固体水合物储存槽24，固体水合物储存槽24上部设有排气管道，固体水合物储存槽24左侧连接有气体循环管道，气体循环管道上设有第四旋拧阀14和高压泵15，气体循环管道外部设有保温套16，阻碍反应装置内气体与外界热量传递，高压反应装置13上端右侧设有进气口，高压反应装置13上端左侧设有排气口，高压反应装置13右侧下端设有进液口，高压反应装置13右侧内壁上端安装有液压推板22，液压推板22设置为液压控制可上下左右移动，且高压反应装置13内部配合设有滑轨，液压推板22下端的高压反应装置13底部设有设有鼓泡板26，所述冷却盘管12套设在高压反应装置13上，冷却盘管12外部连接有压缩机9、冷凝器10和膨胀阀11，压缩机9、冷凝器10和膨胀阀11串联，所述真空泵8右侧连接有第二旋拧阀6和第三旋拧阀7，第二旋拧阀6下端连通排气口；所述气体贮罐1内部气体设置包括CH₄、CO₂、H₂，气体贮罐1左侧依次连接有气体流量计2、第一旋拧阀3、调压阀4和压力传感器5，压力传感器5下端连接进气口；所述反应液贮罐20内反应液设置为去离子水与水合物生成促进剂的配比溶液，水合物生成促进剂包括CH₄水合物生成促进剂、CO₂水合物生成促进剂和H₂水合物生成促进剂，反应液贮罐20左侧依次连接有液体流量计19、第五旋拧阀18和离心泵17，离心泵17连接进液口。

实施例2

请参阅图1、2所示，一种双槽式气体水合物连续生产装置，包括气体贮罐1、真空泵8、冷却盘管12、高压反应装置13和反应液贮罐20，所述高压反应装置13上设有壳体23，高压反应装置13上端设有保温反应釜盖21，高压反应装置13内中间设有液压挡板25，液压挡板25设置为液压控制且可上下移动，高压反应装置13分为双槽式高压反应装置，高压反应装置13内部设有固体水合物储存槽24，固体水合物储存槽24上部设有排气管道，固体水合物储存槽24左侧连接有气体循环管道，气体循环管道上设有第四旋拧阀14和高压泵15，气体循环管道外部设有保温套16，阻碍反应装置内气体与外界热量传递，高压反应装置13上端右侧设有进气口，高压反应装置13上端左侧设有排气口，高压反应装置13右侧下端设有进液口，高压反应装置13右侧内壁上端安装有液压推板22，液压推板22设置为液压控制可上下左右移动，且高压反应装置13内部配合设有滑轨，液压推板22下端的高压反应装置13底部设有设有鼓泡板26，鼓泡板26设置包括栅板、百叶窗式分布器、筛板、孔板，鼓泡板26上不均匀钻有直径为3-6mm的小孔，鼓泡板26焊接设置在距高压反应装置13底部5cm处，鼓泡板26具有加强气体扰动和增加气液接触面积的功能，所述冷却盘管12套设在高压反应装置13上，冷却盘管12外部连接有压缩机9、冷凝器10和膨胀阀11，压缩机9、冷凝器10和膨胀阀11串联，所述真空泵8右侧连接有第二旋拧阀6和第三旋拧阀7，第二旋拧阀6下端连通排气口；所述气体贮罐1内部气体设置包括CH₄、CO₂、H₂，气体贮罐1左侧依次连接有气体流量计2、第一旋拧阀3、调压阀4和压力传感器5，压力传感器5下端连接进气口；所述反应液贮罐20内反应液设置为去离子水与水合物生成促进剂的配比溶液，水合物生成促进剂包括CH₄水合物生成促进剂、CO₂水合物生成促进剂和H₂水合物生成促进剂，反应液贮罐20左侧依次连接有液体流量计19、第五旋拧阀18和离心泵17，离心泵17连接进液口。

气体水合物连续生产过程为：关闭第一旋拧阀3、第二旋拧阀6、第四旋拧阀14、第五旋拧阀18，开启真空泵8和第三旋拧阀7抽取高压反应装置13内部空气，重复抽真空三次，关闭第二旋拧阀6、第三旋拧阀7，开启第一旋拧阀3、保温反应釜盖21，气体从气体贮罐1出来后通过气体流量计2计量、第一旋拧阀3和调压阀4调压后进入高压反应装置13；反应液从反应液贮罐20出来经过液体流量计19计量、第五旋拧阀18和离心泵17加压后进入高压反应装置13；当气体和反应液都进入高压反应装置13后开启冷却盘管12对气体和反应液降温，使高压反应装置13内形成低温高压的环境，然后开启特制风机15和第四旋拧阀14，使高压反应装置13内的气体产生扰动，可加快气体水合物的生成，当气体水合物生成一定量时，开启液压推板22和调节液压挡板24一定高度，将生成的气体水合物收集到固体水合物储存槽24内；然后继续将气体和反应液通入高压反应装置13内，直到固体水合物储存槽24收集满气体水合物，以此可以达到连续生产的目的。当生产过程结束后开启第二旋拧阀6，排出剩余的气体；当高压反应装置13内的温度和压力趋于正常值后打开保温反应釜盖21可取出气体水合物，即气体水合物连续生产过程结束。

上面对本实用新型的较佳实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (9)

1.一种双槽式气体水合物连续生产装置，包括气体贮罐（1）、真空泵（8）、冷却盘管（12）、高压反应装置（13）和反应液贮罐（20），其特征在于，所述高压反应装置（13）上设有壳体（23），高压反应装置（13）上端设有保温反应釜盖（21），高压反应装置（13）内中间设有液压挡板（25），高压反应装置（13）分为双槽式高压反应装置，高压反应装置（13）内部设有固体水合物储存槽（24），固体水合物储存槽（24）上部设有排气管道，固体水合物储存槽（24）左侧连接有气体循环管道，气体循环管道上设有第四旋拧阀（14）和高压泵（15），气体循环管道外部设有保温套（16），高压反应装置（13）上端右侧设有进气口，高压反应装置（13）上端左侧设有排气口，高压反应装置（13）右侧下端设有进液口，高压反应装置（13）右侧内壁上端安装有液压推板（22），液压推板（22）下端的高压反应装置（13）底部设有设有鼓泡板（26），所述冷却盘管（12）套设在高压反应装置（13）上，所述真空泵（8）右侧连接有第二旋拧阀（6）和第三旋拧阀（7），第二旋拧阀（6）下端连通排气口；所述气体贮罐（1）连通进气口；所述反应液贮罐（20）连通进液口。

2.根据权利要求1所述的一种双槽式气体水合物连续生产装置，其特征在于，所述液压挡板（25）设置为液压控制且可上下移动。

3.根据权利要求1所述的一种双槽式气体水合物连续生产装置，其特征在于，所述液压推板（22）设置为液压控制可上下左右移动，且高压反应装置（13）内部配合设有滑轨。

4.根据权利要求1所述的一种双槽式气体水合物连续生产装置，其特征在于，所述鼓泡板（26）设置包括栅板、百叶窗式分布器、筛板、孔板，鼓泡板（26）上不均匀钻有直径为3-6mm的小孔，鼓泡板（26）焊接设置在距高压反应装置（13）底部5cm处。

5.根据权利要求1所述的一种双槽式气体水合物连续生产装置，其特征在于，所述冷却盘管（12）外部连接有压缩机（9）、冷凝器（10）和膨胀阀（11），压缩机（9）、冷凝器（10）和膨胀阀（11）串联。

6.根据权利要求1所述的一种双槽式气体水合物连续生产装置，其特征在于，所述气体贮罐（1）左侧依次连接有气体流量计（2）、第一旋拧阀（3）、调压阀（4）和压力传感器（5）。

7.根据权利要求6所述的一种双槽式气体水合物连续生产装置，其特征在于，所述气体贮罐（1）内部气体设置包括CH₄、CO₂、H₂。

8.根据权利要求1所述的一种双槽式气体水合物连续生产装置，其特征在于，所述反应液贮罐（20）左侧依次连接有液体流量计（19）、第五旋拧阀（18）和离心泵（17）。

9.根据权利要求8所述的一种双槽式气体水合物连续生产装置，其特征在于，所述反应液贮罐（20）内反应液设置为去离子水与水合物生成促进剂的配比溶液，水合物生成促进剂包括CH₄水合物生成促进剂、CO₂水合物生成促进剂和H₂水合物生成促进剂。