一种天然气水合物合成分解装置及合成工艺制造方法及图纸

本发明专利技术涉及天然气水合物的合成与分解装置，提供一种天然气水合物合成分解装置，包括圆筒形的反应釜，其特征在于，所述反应釜竖直设置，内部螺旋设置有换热管，换热管与外部冷/热交换机连接；反应釜的一侧连接压缩天然气瓶和氮气瓶，另一侧设有尾气排放管；反应釜的一端连接进料口，另一端连接出料口和排水口。本发明专利技术稳定地储存和释放天然气水合物中的天然气，为天然气的储存、运输和利用开辟一个全新的方法和途径，有利于实现以天然气水合物方式储运天然气的商业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气水合物合成分解装置及合成工艺
本专利技术涉及天然气水合物的合成与分解装置，具体涉及一种天然气水合物合成分解装置及合成分解工艺。
技术介绍
天然气水合物是一种清洁、高效、高储量的新型能源，其巨大的能源潜力吸引各国纷纷投入巨额资金和人力对其进行研究。目前对天然气水合物的研究主要集中在矿藏开采、成因、动力学机制、形成条件等方面。天然气水合物（NGH）储运技术是近几年国内外研究、发展的一项新技术，目前国内尚处于实验室研发阶段，国外也还没有形成大规模的商业化应用。NGH与液化天然气相比，技术要求低，能耗低，前期投资成本大大降低；NGH储存压力低于压缩天然气，增加了系统的安全性和可靠性。因此，建成一套在较温和条件下实现快速、高效地合成天然气水合物并安全、高效地释放天然气实验系统是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术为了快速、高效合成天然气水合物，并安全、有效地释放天然气，形成一套经济、高效合成与分解天然气的系统，切实为今后开辟新的天然气储运方式做好物质准备条件，提供一种结构简单，操作方便的天然气水合物合成分解装置及利用该装置合成与分解工艺。本专利技术采用以下技术方案实现，一种天然气水合物合成分解装置，包括圆筒形的反应釜，其特征在于，所述反应釜竖直设置，内部螺旋设置有换热管，换热管的进出口与外部冷/热交换机连接；反应釜的一侧连接压缩天然气瓶和氮气瓶，天然气瓶和氮气瓶通过调压站和质量流量计机接入反应釜，另一侧通过体积流量计与尾气排放管连接；反应釜的一端连接进料口，另一端连接出料口和排水口。进一步的，所述反应釜上下分体连接，中部通过法兰连接，进料口位于上端，出料口位于底部，压缩天然气的进气口位于下部。进一步的，所述压缩天然气瓶和天然气排放管均连接控压装置，控压装置与具有二级控压系统的调压站控制连接。进一步的，所述反应釜的外壁设有测压孔、测温孔和取样口。利用上述天然气水合物合成分解装置的合成工艺，包括以下步骤：1）打开氮气瓶阀门，氮气吹扫排出反应釜中的空气；2）调节反应釜中的温度至1-6℃；3）温度稳定之后，从进料口加入原料；4）高压天然气通过二级控压系统中的第一级控压系统调压至3-8MPa后进去反应釜，开始反应；5）反应时间3-8小时，压力和温度平衡后反应终止，形成天然气水合物；6）打开排气口，反应釜降压，换热管升温至5-15℃；7）放水口开启，排出废水；8）打开出料口，开启氮气阀门，利用物料自身重力和氮气将产品排出。本专利技术的有益之处在于，高效、快速、经济地合成天然气水合物，稳定地储存和释放天然气水合物中的天然气，为天然气的储存、运输和利用开辟一个全新的方法和途径，有利于实现以天然气水合物方式储运天然气的商业化应用。本工艺整体结构简单操作方便，技术要求低，控制各个反应参数准确；清理过程方便，对环境的污染小；经济可行。附图说明图1本专利技术结构示意图；图中1.进料口，2.换热管，3.尾气排放管，4.测温孔，5.测压孔，6.进气口，7.氮气瓶，8.压缩天然气瓶，11.反应釜，12.取样口，13.排水口，14.出料口，15.出气孔。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，本专利技术提供了一种天然气水合物合成分解装置，包括密封圆筒形的反应釜11，反应釜11为竖直设置，内部螺旋设置有换热管2，换热管2与外部冷/热交换机连接；反应釜11的一侧通过进气口6连接压缩天然气瓶8和氮气瓶7，另一侧的上部设有尾气排放管3；反应釜的一端连接进料口1，天然气瓶和氮气瓶通过调压站和质量流量计机接入反应釜，另一侧通过体积流量计与尾气排放管连接，另一端连接出料口14和排水口13，进料口1一侧设有防止进料时压力过高的出气孔15。为了使反应更加彻底，进料口位于上端，出料口14位于底部，压缩天然气的进气口位于下部，这样原料混合更加均匀。为了实现控压，压缩天然气瓶8和尾气排放管3均连接控压装置，控压装置与调压站控制连接。反应过程需要对温度和压力进行实时控制，反应釜的外壁设有测压孔5和测温孔4，此外为了观察内部过程及取样化验等操作，另一侧设有取样口12。利用上述天然气水合物合成分解装置的合成工艺，包括以下步骤：1）打开氮气瓶阀门，氮气吹扫排出反应釜中的空气；2）调节反应釜中的温度至1-6℃；3）温度稳定之后，从进料口加入原料；4）高压天然气通过二级控压系统中的第一级控压系统调压至3-8MPa后进去反应釜，开始反应；5）反应时间3-8小时，压力和温度平衡后反应终止；6）打开排气口，反应釜降压，换热管升温至5-15℃；7）放水口开启，排出废水；8）打开出料口，开启氮气阀门，利用物料自身重力和氮气将产品排出。本专利技术实施时，天然气水合物合成所需的天然气由高压天然气供给系统通过二级控压系统中的一级调压后提供，天然气水合物分解后通过二级控压系统的二级调压至略高于大气压力后排放或进入其他用气系统。高压氮气供给系统的主要作用一是在反应釜中通入天然气前进行氮气吹扫，二是将合成的天然气水合物或剩余物料有效排出。本专利技术的有益效果是在同一系统内同时将天然气水合物合成与分解，也可将合成的天然气水合物简单有效的排出系统。上述工艺和装置可实现天然气水合物的简单、高效合成与分解。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然气水合物合成分解装置，包括圆筒形的反应釜，其特征在于，所述反应釜竖直设置，内部螺旋设置有换热管，换热管的进出口与外部冷/热交换机连接；反应釜的一侧连接压缩天然气瓶和氮气瓶，天然气瓶和氮气瓶通过调压站和质量流量计机接入反应釜，另一侧通过体积流量计与尾气排放管连接；反应釜的一端连接进料口，另一端连接出料口和排水口。

【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物合成分解装置，包括圆筒形的反应釜，其特征在于，所述反应釜竖直设置，内部螺旋设置有换热管，换热管的进出口与外部冷/热交换机连接；反应釜的一侧连接压缩天然气瓶和氮气瓶，天然气瓶和氮气瓶通过调压站和质量流量计机接入反应釜，另一侧通过体积流量计与尾气排放管连接；反应釜的一端连接进料口，另一端连接出料口和排水口。2.根据权利要求1所述的天然气水合物合成分解装置，其特征在于，所述反应釜上下分体连接，中部通过法兰连接，进料口位于上端，出料口位于底部，压缩天然气的进气口位于下部。3.根据权利要求2所述的天然气水合物合成分解装置，其特征在于，所述压缩天然气瓶和尾气排放管均连接控压装置，控压装置与具有二级控...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁春晓，彭修起，胡高伟，孟庆国，韩宗珠，宋军昌，来永强，刘福涛，
申请(专利权)人：中国海洋大学，山东省特种设备检验研究院临沂分院，青岛海洋地质研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37