NO20130605A1 - Gasshydratreaktor omfattende termoelektrisk modul - Google Patents

Gasshydratreaktor omfattende termoelektrisk modul Download PDF

Info

Publication number
NO20130605A1
NO20130605A1 NO20130605A NO20130605A NO20130605A1 NO 20130605 A1 NO20130605 A1 NO 20130605A1 NO 20130605 A NO20130605 A NO 20130605A NO 20130605 A NO20130605 A NO 20130605A NO 20130605 A1 NO20130605 A1 NO 20130605A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
gas hydrate
gas
hydrate reactor
reactor
housing
Prior art date
Application number
NO20130605A
Other languages
English (en)
Other versions
NO347528B1 (no
Inventor
Ju Dong Lee
Young Cheol Lee
Hyung Ho Jo
Original Assignee
Korea Ind Tech Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Korea Ind Tech Inst filed Critical Korea Ind Tech Inst
Publication of NO20130605A1 publication Critical patent/NO20130605A1/no
Publication of NO347528B1 publication Critical patent/NO347528B1/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/006Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/108Production of gas hydrates
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00Control of temperature
    • G05D23/19Control of temperature characterised by the use of electric means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00094Jackets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00132Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
    • B01J2219/00135Electric resistance heaters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00186Controlling or regulating processes controlling the composition of the reactive mixture

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Det er beskrevet en gasshydratreaktor. Reaktoren innbefatter et tilførselsrør (120) for tilførsel av vann og gass, en termoelektrisk elementsammenstilling (130), et frontpanel (140) utstyrt med et vindu for observasjon, og et hus (110) hvortil den termoelektriske elementsammenstillingen og frontpanelet er festet. Huset er forbundet til tilførselsrøret slik at vann og gass tilføres inn i huset gjennom tilførselsrøret for å danne et gasshydrat i huset.

Description

Teknisk felt
Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt gasshydratreaktorer for fremstilling av gasshydrat, og nærmere bestemt en gasshydratreaktor som omfatter et tilførselsrør for tilførsel av vann og gass, en termoelektrisk elementsammenstilling, et frontpanel utstyrt med et vindu for observasjon, og et hus hvortil den termoelektriske elementsammenstillingen og frontpanelet er festet, idet huset er forbundet med tilførselsrøret slik at vann og gass tilføres til huset gjennom tilførselsrøret for å danne gasshydrat i huset.
Kjent teknikk
Som velkjent innen teknikken omfatter et klatrathydrat eller gasshydrat to bestanddeler innbefattende vertsmolekyler som danner en hydrogenbundet fast gitterstruktur og gjestemolekyler som er fanget inne i den hydrogenbundede faste gitterstrukturen av vertsmolekylene. Klatrathydratet eller gasshydratet er for eksempel en krystallinsk forbindelse hvori mindre molekyler, så som metan, etan karbondioksid, osv. fysisk er fanget, uten å være kjemisk bundet, inne i en tredimensjonal gitterstruktur dannet ved hydrogenbindingene av vannmolekyler.
Frem til i dag er det oppdaget omkring ett hundre og tretti typer av gjestemolekyler som kan fanges i vertsmolekylene av gasshydrater. CH4, C2H6, C3H8, CO2, H2, SF6, og så videre er representative eksempler på slike gjestemolekyler. Videre har krystallinske strukturer av gasshydrat en polyhedrisk kavi tet dannet ved de hydrogenbundede vertsmolekylene. Avhengig av typen gassmolekyler og betingelsene for dannelse derav blir de krystallinske gasshydratstrukturene klassifisert i en romsentrert kubisk struktur I (sl), kubisk diamantstruktur (diamond cubic structure) II (sil) og en heksagonal struktur H (sH). I sl og sil er størrelsen av et gjestemolekyl den kritiske faktoren. I sH er størrelsen og formen av et gjestemolekyl de kritiske faktorene.
Mikroskopisk sett betyr dannelsen av gasshydrat en fremgangsmåte med omordning av minst to typer molekyler til et spesielt arrangement. Makroskopisk sett betyr dannelsen av gasshydrat en faselikevektsprosess som er ledsaget av overføringen av varme og stoffer. For derfor å utvikle fremstilling av gasshydrat i kommersiell skala er måling av røntgendiffraksjon (i det følgende betegnet som "XRD"), måling av Ramantopper og kjernemagnetisk resonans (i det følgende betegnet "NMR") uomgjengelige deler av mikroskopisk forskning. I tillegg er forskning innen kinetikk og faselikevekt i den makroskopiske forskningen påkrevet. Videre er morfologisk forskning som omfatter mikroskopisk forskning og makroskopisk forskning vesentlig.
Med hensyn til makroskopisk forskning begynte forskning i forbindelse med fremstilling av gasshydrat i 2000, og har siden stadig pågått, men er fremdeles i sitt tidlige stadium. Kjernen av teknologien som anvendes i forbindelse med gasshydrater er utviklingen av en gasshydratreaktor og en fremstillingsprosess som har høy hastighet og effektivitet. For dette formålet er det nødvendig å forstå kinetikken for gasshydratproduksjon. I tillegg er det meget viktig å forstå mekanismen for dannelsesreaksjonen fra modeller for gasshydratproduksjonskinetikk og balanseanalyse med hensyn til varme og materialer og, basert på dette, er det videre meget viktig å forsøke og utvikle unike gasshydratreaktorer og produksjonsprosesser.
Videre er de termodynamiske likevektsbetingelsene for et gasshydrat det viktigste og grunnleggende for forskningsinnsatsen på gasshydrat. Slike faselikevektsbetingelser tilveiebringer ikke bare temperatur- og trykkbetingelser for omdanning av gass til et gasshydrat, men informerer også om området innen hvilket en stabil tilstand kan opprettholdes.
Med hensyn til mikroskopisk forskning har senere forskning anvendt høyteknologiske analysemaskiner, så som et røntgendiffraktometer, en Ramantopp-måleinnretning, en NMR måleinnretning osv. som gjør det mulig å undersøke krystall strukturene av gasshydrater, analysere en kavitetsprosent av gjestemolekyler, og analysere egenskapene av hydratet på det molekylære nivået i sanntid. Fordi dannelsen eller dekomponeringen av et gasshydrat er ledsaget av latent varme og følbar varme, kan det imidlertid være utenfor temperaturområdet påkrevet ved testene. Videre gjør en tidsforsinkelse for kontroll en presis analyse vanskelig. Dersom temperaturen kontrolleres raskt og presist under prosessen for dannelse eller dissosiering av gasshydrat, kan verdiene for molekylarrangementstrukturen, faselikevektene og grunnleggende eksperimentelle egenskaper som oppnås som resultatet av den mikroskopiske forskningen analyseres presist, slik at meget viktig informasjon kan samles.
Morfologi er et felt som befatter seg med formen og størrelsen av en grense mellom gasshydratet og omgivelsene når gasshydratet dannes eller dekomponeres og studerer hvordan krystallinske kim dannes, migrerer, gror og interfererer med hverandre.
Som data tilveiebrakt ved morfologisk forskning har vist er grunnlaget for fysikalske modeller som bestemmer overføringsegenskaper for gasshydrater basert på strømningstransmittansen, den effektive varme- og masseoverføringskoeffisienten, osv. av det mesomorfe materialet som har et gasshydrat som det grunnleggende materialet. Slike egenskaper er vesentlige for den industrielle designprosessen som vedrører produksjon, lagring, samling, separasjon osv. av gasshydrater. Derfor undersøker morfologisk forskning relasjonen mellom de makroskopiske egenskapene av faktorer, så som temperaturer og tetthetsgradienter, og veksthastighet osv., slik at morfologisk forskning er uunnværlig for å utvikle lagrings- og transportteknikker for anvendelse med gasshydrater.
I tilfelle gasshydratreaktorer anvendt i den kjente teknikken, er imidlertid hastigheten og presisjonen for temperaturkontrollen under slik mikroskopisk forskning, makroskopisk forskning og morfologisk forskning utilstrekkelig.
Figur 1 viser en slik konvensjonell gasshydratreaktor.
En vanntilførselsenhet 1 og en gasstilførselsenhet 2 leverer vann og gass inn i et blandekammer 3. Vannet og gassen blandes med hverandre i blandekammeret 3 før avlevering til en reaktor 4.
Reaktoren 4 må generelt skape et miljø med høyt trykk og lav temperatur, selv om dette kan variere avhengig av betingelsene for fremstilling av gasshydrater. Her justeres trykket i reaktoren 4 ved tilførselen av gass. Temperaturen i reaktoren 4 kontrolleres ved å justere temperaturen av et vannbad 6.
Spesielt må temperaturen av vannbadet 6 være svært lav for å opprettholde reaktoren 4 ved en lav temperatur.
Samtidig kan en agitator 5 anvendes for å fremme dannelsen av gasshydrater. Dannede gasshydrater lagres i en gasshydrat-lagringsenhet 7.
I en utførelsesform av den konvensjonelle gasshydratreaktoren kan en linse (ikke vist) av et separat mikroskop utstyrt med et kamera som har en CCD (charge couples device) være anbrakt i reaktoren, og et digitalt kamera som drives sammen med mikroskopet kan anvendes for å oppfange et bilde og registrere dette.
Imidlertid har en konvensjonell gasshydratreaktor følgende problemer.
Som nevnt ovenfor må gasshydratreaktoren som anvendes for å utføre forskning vedrørende kinetikken, morfologien og faselikevekten av gasshydrat være i stand til å få temperatur og trykk nøyaktig kontrollert, uansett mengden fremstilt, og det må være lett å observere gasshydratet, så vel som å muliggjøre målingen av egenskapene av gasshydratet, i motsetning til kommersielt utstyr som må være tilpasset masseproduksj on.
Som vist i figur 1 er det, i den konvensjonelle gasshydratreaktoren, fordi reaktoren 4 er anbrakt i vannbadet 6, meget vanskelig presist og raskt å kontrollere temperaturen i reaktoren 4 hvori gasshydratet fremstillles. Nærmere bestemt er vannbadet 6 fylt med vann. På grunn av det termodynamiske treghetsmomentet av vann er det vanskelig nøyaktig å kontrollere temperaturen av vannbadet 6. Selv om temperaturen av vannet i vannbadet 6 kan kontrolleres nøyaktig, er dette ikke tilfellet for temperaturen av vannet i reaktoren 4 fordi temperaturen av vannet i reaktoren 4 indirekte påvirkes av temperaturen av vannbadet 6.
Fordi miljøet med høyt trykk og lav temperatur er nødvendig for å få en gasshydratreaksjon, er miljøet i reaktoren 4 innstilt for å fremskaffe et miljø med høyt trykk og lav temperatur. For å utføre røntgendiffraksjonsmålinger, Ramantoppmålinger og NMR målinger for å bestemme om gasshydrat dannes og bestemme stabiliteten, blir gasshydratet som dannes i reaktoren 4 med høyt trykk og lav temperatur normalt prøvetatt og analysert utenfor reaktoren 4. Derfor er en prosess for uttømming av gasshydrat ut fra reaktoren 4 påkrevet. Dette vanskeliggjør nøyaktig måling.
Beskrivelse
Teknisk problem
Følgelig er foreliggende oppfinnelse gjort på bakgrunn av de ovenfor nevnte problemene som opptrer innen kjent teknikk, og et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en gasshydratreaktor hvori temperaturen raskt og presist kontrolleres, slik at data påkrevet ved forskning innen kinetikk og faselikevekt presist kan oppnås.
En annen hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en gasshydratreaktor som anvendes for forskning, fremfor å være tilpasset for masseproduksjon, og som spesielt er egnet for en reaktor av liten størrelse i laboratorieskala.
En ytterligere hensikt med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en gasshydratreaktor som er konfigurert slik at egenskaper for gasshydrater måles i reaktoren ved hjelp av forskjellige typer måleinstrumenter, uten at man må tømme gasshydrat ut av reaktoren.
Nok et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en gasshydratreaktor som kan anvendes i morfologisk forskning.
Teknisk løsning
For å oppnå de ovenfor nevnte hensiktene tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en gasshydratreaktor som innbefatter: et tilførselsrør for tilførsel av vann og gass; en termoelektrisk elementsammenstilling, et frontpanel utstyrt med et vindu for observasjon; og et hus hvortil den termoelektriske elementsammenstillingen og frontpanelet er festet, idet huset er forbundet med tilførselsrøret slik at vann og gass tilføres i huset gjennom tilførselsledningen for å danne gasshydrat i huset; hvori et bufferkammer omgir hele huset slik at en overflate av sammenstillingen av termoelektrisk element utveksler varme med det indre rommet av huset, og den andre overflaten av sammenstillingen av termoelektrisk element utveksler varme med bufferkammeret.
Videre er et måleinstrument anbrakt nabostilt til bufferkammeret for å måle betingelsene i gasshydratreaktoren, idet måleinstrumentet er utstyrt med en probe som strekker seg inn i gasshydratreaktoren gjennom bufferkammeret som omgir huset.
Videre kan måleinstrumentet omfatte minst en av innretningene valgt fra gruppen bestående av et mikroskop utstyrt med et kamera som har en CCD (charge coupled device), et røntgendiffraktometer, et Ramantopp-måleinstrument og en NMR (kjernemagnetisk resonans) måleinnretning.
Proben kan være forseglet under trykk til gasshydratreaktoren ved hjelp av
kompresj onstilpasning.
Videre kan et manometer og et termometer være tilveiebrakt på gasshydratreaktoren, og en mengde av vann og gass tilført til reaktoren gjennom tilførselsrøret, et trykk av gasshydratreaktoren målt ved hjelp av manometeret, og en temperatur av gasshydratreaktoren målt ved hjelp av termometeret kan overføres til en kontrollenhet.
I tillegg kan data målt ved hjelp av måleinstrumentet registreres ved hjelp av kontrollenheten.
Kontrollenheten kan kontrollere en krafttilførsel for å kontrollere temperaturen i gasshydratreaktoren. Krafttilførselen kan være utstyrt for å levere kraft til den termoelektriske sammenstillingen.
Gasshydratreaktoren kan anvendes innen forskning i forbindelse med kinetikk, morfologi og faselikevekt av et gasshydrat.
Fordelaktige effekter
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en gasshydratreaktor som rask og effektivt kan kontrollere temperaturen deri.
Fordi temperaturen i reaktoren kan kontrolleres raskt og nøyaktig, kan temperaturusikkerheten ved forskning vedrørende kinetikk, faselikevekt og morfologi og mikroskopisk forskning fjernes. Følgelig kan nøyaktige data oppnås.
Videre kan egenskapene av gasshydratet måles direkte i reaktoren fremfor at gasshydratet tømmes ut av reaktoren for at egenskapene skal kunne måles.Derfor kan nøyaktige data oppnås.
Beskrivelse av tegningene
FIG. 1 er en skjematisk skisse som viser en konvensjonell gasshydratreaktor; FIG. 2 er et konseptuelt diagram som viser en gasshydratreaktor i henhold til foreliggende oppfinnelse; FIG. 3 er en skjematisk perspektivskisse; FIG. 4 er en perspektivskisse av en gasshydratreaktor ifølge foreliggende oppfinnelse; FIG. 5 er en skisse av gasshydratreaktoren ifølge foreliggende oppfinnelse hvor delene er rykket ut fra hverandre; FIG. 6 og 7 er perspektivskisser av en sammenstilling av termoelektrisk element ifølge foreliggende oppfinnelse; og FIG. 8 er en skisse av den termoelektriske element sammenstillingen ifølge oppfinnelsen hvor de enkelte delene er rykket ut fra hverandre.
Beste modus
I det følgende vil det bli beskrevet en foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse med henvisning til de vedlagte tegningene.
Det skal nå vises til de forskjellige tegningene hvor samme henvisningstall er anvendt for å betegne samme eller lignende komponenter.
Betegnelsen "gass" betegner gjestemolekyler av et gasshydrat. Betegnelsen "vann" betegner vertsmolekyler. Forskjellige typer molekyler, sa som CEI4, C2FI6, C3H8, CO2, H2, SF6, etc. kan anvendes som gjestemolekyler ved fremstillingen av gasshydratet. Nedenfor vil slike gjestemolekyler bli referert til som gasser og vertsmolekylene vil bli refererert til som vann (H20).
I den følgende forklaringen er en ventil fortrinnsvis anbrakt på hvert rør og hvert inntak, selv om en ventil verken vil være illustrert eller markert for å forenkle tegningene. Spesielt kan en kontrollventil for å forhindre tilbakestrøm og en nåleventil for nøyaktig kontroll anvendes.
En gasshydratreaktor 100 ifølge foreliggende oppfinnelse vil bli beskrevet i detalj med henvisning til figurer 2 og 3.
På samme måte som i konvensjonell teknikk leverer en vanntilførselsenhet 1 og en gasstilførselsenhet 2 vann og gass inn i blandekammeret 3. Vannet og gassen blandes med hverandre i blandekammeret 3 før tilførsel til gasshydratreaktoren 100. Gasshydratreaktoren 100 ifølge foreliggende oppfinnelse er anbrakt i et bufferkammer 200, fremfor å befinne seg i et vannbad. Vannbadet tilveiebringer direkte varme til reaktoren eller absorberer varme derfra for å kontrollere temperaturen av reaktoren. På den annen side fungerer bufferkammeret 200 ved å absorbere emmitert varme fra en termoelektrisk elementsammenstilling 130 som er festet til en side av gasshydratreaktoren 100. Den termoelektriske elementsammenstillingen 130 vil bli forklart nedenfor.
I en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er et måleinstrument 300 anbrakt rundt bufferkammeret 200, hvori gasshydratreaktoren 100 er lokalisert. Måleinstrumentet 300 kan omfatte minst en av et mikroskop utstyrt med et kamera som har en CCD (charged coupled device), et røntgendiffraktometer, en Ramantopp-måleinnretning og en NMR måleinnretning.
Videre kan en probe 310 av måleinstrumentet 300 være direkte forbundet til innsiden av gasshydratreaktoren 100. Fordi miljøet av innsiden av gasshydratreaktoren 100 er et miljø med høyt trykk og lav temperatur, er utsiden av proben 310 forseglet under trykk til gasshydratreaktoren 100 ved kompresjonstilpasning, og en tynn O-ring er festet til innsiden av proben 310 for indre forsegling.
Naturligvis kan proben 310 endres avhengig av typen måleinstrument 300. Dersom for eksempel måleinstrumentet 300 er et mikroskop omfatter proben 310 en linseenhet. Dersom måleinstrumentet er en Ramantopp-måleinnretning, omfatter proben 310 en Ramanprobe.
Som det vil bli forklart i detalj nedenfor er den termoelektriske
elementsammenstillingen 130 festet til en side av gasshydratreaktoren 100. Kraft avleveres fra en krafttilførsel 400 til den termoelektriske elementsammenstillingen 130.
Videre kan et manometer og et termometer være tilveiebrakt på gasshydratreaktoren 100.
I en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse kan mengden av vann og gass tilført til gasshydratreaktoren 100 og mengden av kraft tilført til den termoelektriske elementsammenstillingen 130 registreres ved hjelp av en separat kontrollenhet 500 og kontrolleres ved hjelp av en aktuator (ikke vist) eller lignende.
Mengden av vann og gass tilført til gasshydratreaktoren 100 kan måles på et tilførselsrør 120 som er anbrakt nabostilt til gasshydratreaktoren 100. Fortrinnsvis kan mengdene av vann og gass tilført til gasshydratreaktoren 100 bestemmes ved å måle mengdene av vann og gass anvendt i en vanntilførselsenhet 1 og en gasstilførselsenhet 2.
Videre kan forskjellige typer data, målt i måleinstrumentet 300, også registreres ved hjelp av kontrollen 500.
Gasshydratreaktoren 100 vil bli forklart i større detalj med henvisning til figurer 4 og 5.
Figurer 4 og 5 er kun skjematiske illustrasjoner av den termoelektriske elementsammenstillingen 130.
Gasshydratreaktoren 100 innbefatter et hus 110 som utgjør et hovedlegeme av reaktoren og der et gasshydrat dannes, et tilførselsrør 120 hvorgjennom vann og gass tilføres til huset 110, en termoelektrisk elementsammenstilling 130 som nøyaktig kontrollerer temperaturen i huset 110, og et frontpanel 140 som har et vindu 143 anbrakt ved en på forhånd bestemt posisjon for å tillate en bruker enkelt å observere det indre av huset 110.
Spesielt innbefatter frontpanelet 140 et frontdekke 141, et stykke Teflon 142, idet vinduet er fremstilt av armert glass, og forseglingselementer 142 og 144, så som O-ringer. Frontpanelet 140 er på sikker måte koblet til huset 110 ved hjelp av festeelementer 145.
Den termoelektriske elementsammenstillingen 130 vil bli beskrevet i større detalj med henvisning til figurer 6 til og med 8.
Den termoelektriske elementsammenstillingen 130 er konfigurert slik at en konsollplate 131, et termoelektrisk element 132 som er anbrakt på konsollplaten 131, et sammenstillingslegeme 133, et flertall av forseglingselementer 134, et vindu 135 fremstilt av armert glass, og en hette 136 er koblet sammen med hverandre til et enkelt legeme ved hjelp av festeelementer 137.
Det termoelektriske elementet 132 er en varme-elektrisitet-omdanningsinnretning som presist kan gjennomføre en avkjølings- eller oppvarmingsfunksjon ved å kontrollere elektrisitet. Det termoelektriske elementet 132 behøver ikke å være tilpasset for en gasshydratreaktorstruktur for massefremstilling, men er tilpasset for eksempel til en gasshydratreaktor 100 ifølge foreliggende oppfinnelse for det formål å gjennomføre analyserende forskning av egenskaper på en liten skala. Fortrinnsvis må det termoelektriske elementet 132 være i stand til presist å kontrollere temperaturen i gasshydratreaktoren 100. Med andre ord blir det termoelektriske elementet 132 installert i reaktoren slik at det kan oppnås 1) rask og nøyaktig temperaturkontroll, 2) en reduksjon i størrelse, 3) fasilitering av installasjonen, og 4) samtidig oppvarming og avkjøling i en vidt varierende analyse av egenskaper av gasshydratet. Følgelig kan det termoelektriske elementet 132 tilveiebringe nøyaktig og klart viktig informasjon når hydratdannelse/dekomponering undersøkes eller under en anvendelsesprosess hvor dette benyttes.
Når en side av det termoelektriske elementet 132 tar del i en endoterm reaksjon, og den andre delen derav tar del i en eksoterm reaksjon.
Det vil si at når en bakre overflate 132b av det termoelektriske elementet 132, det vil si en side som er festet til gasshydratreaktoren 100, tar del i en endoterm reaksjon, blir innsiden av gasshydratreaktoren 100 raskt avkjølt. Under denne prosessen tar en frontoverflate 132a av det termoelektriske elementet 132 del i en eksoterm reaksjon. Generert varme absorberes av vannet i bufferkammeret 200.
Når derfor brukeren kontrollerer krafttilførselen 400 ved anvendelse av kontrollenheten 500 for å kontrollere temperaturen av det termoelektriske elementet 132, kan gasshydratreaktoren 100 utstyrt med den termoelektriske elementsammenstillingen 130 kontrolleres raskt og nøyaktig. Varme generert under denne prosessen opptas ved bufferkammeret 200. Det er tilstrekkelig om brukeren periodisk eller i blant avkjøler bufferkammeret 200 for å gjøre det mulig for bufferkammeret 200 å absorbere varme.
Selv om den foretrukne utførelsesformen ifølge foreliggende oppfinnelse er blitt beskrevet for illustrerende formål, vil fagmannen erkjenne at forskjellige modifikasjoner, tillegg og substitusjoner er mulige, uten å avvike fra oppfinnelsens ånd og omfang som beskrevet i de ledsagende kravene.

Claims (8)

1. Gasshydratreaktor, omfattende: et tilførselsrør for tilførsel av vann og gass; en termoelektrisk elementsammenstilling; et frontpanel utstyrt med et vindu for observasjon; og et hus hvori den termoelektriske elementsammenstillingen og frontpanelet er festet, idet huset er forbundet til tilførselsrøret slik at vann og gass tilføres inn i huset gjennom tilførselsrøret for å danne gasshydrat i huset; hvori et bufferkammer omgir hele huset slik at en overflate av den termoelektriske elementsammenstillingen utveksler varme med det indre rommet av huset, og den andre overflaten av den termoelektriske elementsammenstillingen utveksler varme med bufferkammeret.
2. Gasshydratreaktor ifølge krav 1, hvori et måleinstrument er anbrakt nabostilt til bufferkammeret for å måle tilstandene i gasshydratreaktoren, idet måleinstrumentet er utstyrt med en probe som strekker seg inn i gasshydratreaktoren gjennom bufferkammeret som omgir huset.
3. Gasshydratreaktor ifølge krav 2, hvori måleinstrumentet omfatter minst en valgt fra gruppen bestående av et mikroskop utstyrt med et kamera som har en CCD (charged coupled device), et røntgendiffraktometer, en Ramantopp-måleinnretning og en NMR (kjernemagnetisk resonans) måleinnretning.
4. Gasshydratreaktor ifølge krav 3, hvori proben er forseglet under trykk til gasshydratreaktoren ved kompresjonstilpasning.
5. Gasshydratreaktor ifølge krav 4, hvori et manometer og et termemeter er tilveiebrakt på gasshydratreaktoren, og en mengde av vann og gass tilført gjennom tilførselsrøret, et trykk av gasshydratreaktoren målt ved hjelp av manometeret, og en temperatur av gasshydratreaktoren målt ved hjelp av termometeret, overføres til en kontrollenhet.
6. Gasshydratreaktor ifølge krav 5, hvor data målt ved hjelp av måleinstrumentet registreres ved hjelp av kontrollenheten.
7. Gasshydratreaktor ifølge krav 6, hvor kontrollenheten kontrollerer en krafttilførsel for å kontrollere temperaturen i gasshydratreaktoren, idet krafttilførselen er tilveiebrakt for å tilføre kraft til den termoelektriske elementsammenstillingen.
8. Gasshydratreaktor ifølge et hvilket som helst av krav 1 til 7, for anvendelse innen forskning i forbindelse med kinetikk, morfologi og faselikevekt av et gasshydrat.
NO20130605A 2010-10-05 2011-10-05 Gasshydratreaktor omfattende termoelektrisk modul NO347528B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100097025A KR101228571B1 (ko) 2010-10-05 2010-10-05 열전소자를 포함하는 가스하이드레이트 반응기
PCT/KR2011/007371 WO2012047018A2 (en) 2010-10-05 2011-10-05 Gas hydrate reactor comprising thermoelectric module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20130605A1 true NO20130605A1 (no) 2013-05-02
NO347528B1 NO347528B1 (no) 2023-12-11

Family

ID=45889997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20130605A NO347528B1 (no) 2010-10-05 2011-10-05 Gasshydratreaktor omfattende termoelektrisk modul

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120082590A1 (no)
JP (1) JP2014504196A (no)
KR (1) KR101228571B1 (no)
NO (1) NO347528B1 (no)
WO (1) WO2012047018A2 (no)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103528865B (zh) * 2013-10-17 2016-03-30 中国科学院广州能源研究所 一种沉积物中均匀高饱和度天然气水合物制备方法和装置
CN103571557B (zh) * 2013-11-12 2014-12-24 北京化工大学 一种制造天然气水合物的方法
KR101652013B1 (ko) * 2014-10-24 2016-08-30 한국생산기술연구원 하이드레이트 생성 장치 및 이를 이용한 수처리 장치
CN104407649B (zh) * 2014-10-31 2016-07-27 大连理工大学 一种用于天然气水合物晶体生长光学观测的控温加压装置
CN105136771A (zh) * 2015-08-21 2015-12-09 山东大学 一种多功能气体高压原位拉曼测试池及其应用
WO2017050142A1 (zh) * 2015-09-23 2017-03-30 中国石油大学(华东) 一种多孔介质中气水合物模拟实验测试系统及测试方法
CN105548137A (zh) * 2015-12-25 2016-05-04 中国科学院广州能源研究所 一种原位观测水合物微观反应动力学过程的高压冷热台装置及使用方法
CN107024428B (zh) * 2017-04-24 2019-07-05 中国石油大学(华东) 一种可视化水合物壁面粘附力学特性的实验装置及其工作方法
CN108195858A (zh) * 2017-12-04 2018-06-22 中国科学院广州能源研究所 一种适用于低温高压材料x射线衍射测量的高压冷台装置及使用方法
CN108130146B (zh) * 2017-12-07 2020-07-21 中国科学院广州能源研究所 一种气体水合物晶体培养装置
CN109668891B (zh) * 2018-12-25 2021-05-28 中海石油(中国)有限公司深圳分公司 水合物的样品观测装置和显微观测模块以及显微观测系统
CN110346285B (zh) * 2019-07-22 2021-09-14 中国石油大学(华东) 力学特性检测装置以及力检测系统
CN112619558A (zh) * 2020-12-10 2021-04-09 中国海洋石油集团有限公司 一种多视角观测水合物晶体原位生长形态的装置及方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2625527B1 (fr) * 1987-12-30 1995-12-01 Inst Francais Du Petrole Procede de transport d'un fluide formant des hydrates
US6133567A (en) * 1994-09-23 2000-10-17 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Probe for the measurement of gas tensions
US6180843B1 (en) * 1997-10-14 2001-01-30 Mobil Oil Corporation Method for producing gas hydrates utilizing a fluidized bed
NO312921B1 (no) * 1999-07-05 2002-07-15 Sinvent As Multitest-sammenstilling for evaluering, detektering og overvåkning av prosesser ved forhöyet trykk
JP3517832B2 (ja) * 1999-07-29 2004-04-12 独立行政法人産業技術総合研究所 水噴霧式ハイドレート製造方法
FR2820823B1 (fr) * 2001-02-09 2004-04-23 Inst Francais Du Petrole Methode et dispositif pour evaluer en cours de forage la capacite de fluides de puits a former des hydrates
JP2003064385A (ja) * 2001-08-24 2003-03-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスハイドレートの生成システムおよび生成方法
JP2003082372A (ja) * 2001-09-10 2003-03-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスハイドレートの生成方法、ガスハイドレート生成の模擬実験装置および模擬実験システム
KR20030095562A (ko) * 2002-06-12 2003-12-24 한국과학기술원 전열히터와 펠티어소자를 이용한 소형 온도조절 챔버
JP4106440B2 (ja) * 2003-09-16 2008-06-25 独立行政法人産業技術総合研究所 不凍タンパク質を用いた包接化合物の生成制御法
JP2005249640A (ja) * 2004-03-05 2005-09-15 Jfe Steel Kk 温度計交換補助装置
JP2005333912A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Yamaha Corp 小型培養観察装置
US8039149B2 (en) * 2004-10-01 2011-10-18 Rutgers, The State University Bismuth oxyfluoride based nanocomposites as electrode materials
DE202005011177U1 (de) * 2005-07-15 2006-11-23 J & M Analytische Mess- Und Regeltechnik Gmbh Vorrichtung zur Analyse, insbesondere fotometrischen oder spektralfotometrischen Analyse
US7781627B2 (en) * 2006-02-27 2010-08-24 Sungil Co., Ltd. (SIM) System and method for forming gas hydrates
CN101652171A (zh) * 2006-12-19 2010-02-17 E.I.内穆尔杜邦公司 具有均匀组成的共聚物的半批量共聚方法
US8254657B2 (en) * 2007-01-08 2012-08-28 Pollack Laboratories, Inc. Image recognition and analysis system and software
EP2053371B1 (de) * 2007-10-25 2017-11-29 Mettler-Toledo GmbH Thermostat
KR100967960B1 (ko) * 2008-04-11 2010-07-06 (주)티에스이 반도체 소자 온도 조절 장치
JP2011178901A (ja) * 2010-03-01 2011-09-15 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology ハイドレート結晶のファセット面観察によるガスハイドレートの平衡条件決定方法及びそれを用いたガスハイドレートの保存方法・輸送方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120035488A (ko) 2012-04-16
NO347528B1 (no) 2023-12-11
KR101228571B1 (ko) 2013-02-01
WO2012047018A3 (en) 2012-06-21
JP2014504196A (ja) 2014-02-20
WO2012047018A2 (en) 2012-04-12
US20120082590A1 (en) 2012-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20130605A1 (no) Gasshydratreaktor omfattende termoelektrisk modul
Stern et al. Polycrystalline methane hydrate: synthesis from superheated ice, and low-temperature mechanical properties
Circone et al. CO2 hydrate: synthesis, composition, structure, dissociation behavior, and a comparison to structure I CH4 hydrate
WO2017107639A1 (zh) 一种原位观测水合物微观反应动力学过程的高压冷热台装置及使用方法
Busqué et al. Mathematical modeling, numerical simulation and experimental comparison of the desorption process in a metal hydride hydrogen storage system
CN102928315B (zh) 表征储氢材料吸放氢pct曲线的新方法及其测试装置
CN102042930B (zh) 天然气水合物力学性能实验装置
Tutolo et al. Internal consistency in aqueous geochemical data revisited: Applications to the aluminum system
CN111239132A (zh) 一种可视化高压微流控水合物模拟实验装置及其应用
Bénézeth et al. Mineral solubility and aqueous speciation under hydrothermal conditions to 300 C–the carbonate system as an example
Diego Gatta et al. Behavior of epidote at high pressure and high temperature: a powder diffraction study up to 10 GPa and 1,200 K
CN109696537A (zh) 高压静电场条件下水合物形成分解观测装置及其方法
WO2019109417A1 (zh) 一种适用于低温高压材料x射线衍射测量的高压冷台装置及使用方法
Li et al. Experimental study on the competition between carbon dioxide hydrate and ice below the freezing point
Carrillo-Bucio et al. Low-cost Sieverts-type apparatus for the study of hydriding/dehydriding reactions
CN108519384A (zh) 一种用于模拟水合物在多孔介质内生成与分解的常压可视化装置及方法
CN201749054U (zh) 天然气水合物力学性能实验装置
Chernyshov et al. Low-lying phonons in NaBH 4 studied by inelastic scattering of synchrotron radiation
Xia et al. A thermosyphon-driven hydrothermal flow-through cell for in situ and time-resolved neutron diffraction studies
Li et al. Non-equilibrium decomposition dynamics and fluctuation-dissipation analysis of structure I methane hydrate in confined space
Richet et al. Thermodynamic properties of minerals: macroscopic and microscopic approaches
CN212301544U (zh) 一种多功能水合物合成及分解模拟的实验系统
US11046904B2 (en) Apparatus for growing hydrate crystals
CN103405235A (zh) 多模控温式血氧分压动力学测试装置
CN208255182U (zh) 一种测试天然气水合物钻井液性能的实验装置