一种水合物合成气液循环控制回路系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种水合物合成气液循环控制回路系统，包括：进气量控制回路和进液量控制回路；所述进气量控制回路用于调节供气管路的进气量；所述进液量控制回路用于调节供液管路的进液量。本实用新型专利技术提供的水合物合成气液循环控制回路系统，能够加速天然气水合物的合成效率，从而推动了天然气水合物的工业化进程。

A gas - liquid cycle control loop system for hydrate synthesis

The utility model provides a hydrate synthesis gas-liquid circulation control loop of the system, including: air intake control loop and flux control circuit; the control circuit for intake air inlet regulating gas supply pipeline; for adjusting the liquid inlet quantity of the liquid supply pipe into the liquid volume control circuit. The hydrate synthesis gas liquid circulation control loop system provided by the utility model can accelerate the synthesis efficiency of natural gas hydrate, thus promoting the industrialization process of natural gas hydrate.

【技术实现步骤摘要】
一种水合物合成气液循环控制回路系统
本技术涉及天然气水合物开采及其利用
，尤其涉及一种水合物合成气液循环控制回路系统。
技术介绍
天然气水合物，是由小分子烃类(主要是CH4)与水分子在低温和高压条件下依靠范德华力形成的一种笼型晶体物质。理论上，1m3的天然气水合物可释放164m3标准状态CH4和0.8m3的水。全球天然气水合物中蕴藏的甲烷量约为(1.8-2.1)x1016m3，相当于全球已发现的煤、石油、天然气等化石燃料的两倍多。由于天然气水合物具备分布广、储量大、能量密度高、绿色清洁等特点，被认为极具潜力的第四代新型替代能源。自十八世纪起，多个国家已陆续开展水合物研究并取得一定的成果，我国已经在南海北部的神狐海域和祁连山南缘的永久冻土带中发现并成功取获了天然气水合物实物样品。水合物技术在能源气储运、混合气分离、温室气体捕获、海水淡化以及蓄冷等领域有着广泛的应用前景，实现水合物快速合成是水合物商业化应用的前提，目前水合物快速合成还存在以下几个方面的问题：(1)生成速度慢，(2)储气密度低。因此，实现天然气水合物快速合成是天然气水合物大规模商业化应用的关键。因此结合水合物快速合成的基础研究，研究工业化条件下天然气水合物快速合成技术，是推动水合物技术前进的必然选择。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本技术提供一种水合物合成气液循环控制回路系统，来实现天然气水合物高效快速的生成，推动天然气水合物的工业化进程。一种水合物合成气液循环控制回路系统，包括：进气量控制回路和进液量控制回路；所述进气量控制回路用于调节供气管路的进气量；该进气量控制回路包括用于将反应釜中未反应的气体从反应釜上部的气体出口b通过气体循环泵泵出并循环泵入反应釜底部的气体入口a的管路；所述进液量控制回路用于调节供液管路的进液量；其中，进液量控制回路由以下部件依次连接构成：液体循环泵出口、第七调节阀、第七温度指示器、第十七压力指示器、第一液体流量计、第九调节阀、第六温度指示器、第十六压力指示器、液体循环泵入口。进一步地，如上所述的水合物合成气液循环控制回路系统，所述供气管路用于将气瓶中的气体输送至反应釜中；该管路由气瓶的出口通过管路依次连接有第六压力指示器、第一截止阀、第一调节阀、第一压力指示器、第一温度指示器、第四截止阀、第二压力指示器、第二温度指示器、气体循环泵、第二调节阀、第四压力指示器、第四温度指示器、第三调节阀、第二气体流量计、第六截止阀,最后与反应釜底部的气体入口a连通；所述供液管路用于将水箱的水输送至反应釜内；该供液管路由水箱的出口通过管路与反应釜液相入口c连通，在该连通管路上设置有柱塞泵。进一步地，如上所述的水合物合成气液循环控制回路系统，还包括搅拌装置、数据采集控制系统；所述搅拌装置为在所述反应釜内安装有搅拌器，该搅拌器的搅拌粉碎桨采用推进桨叶形式，且在桨叶下方安装有破碎牙锥；所述数据采集控制系统包括计算机，以及与计算机连接的电阻率测量点C、压力测量点P、温度测量点T、液位测量点L，单相、多相流体流量计量测量点F、电机参数测量点M。进一步地，如上所述的水合物合成气液循环控制回路系统，还包括喷淋装置；该喷淋装置包括：在所述反应釜的顶部设置有喷淋器，该喷淋器通过管路与反应釜液相入口c连通，在该连通管路上设置有液体循环泵。进一步地，如上所述的水合物合成气液循环控制回路系统，还包括鼓泡装置；该鼓泡装置包括设置在反应釜底部的鼓泡器。进一步地，如上所述的水合物合成气液循环控制回路系统，所述进气量控制回路设置有一路用于保护气体循环泵的气体保护循环回路，该气体保护循环回路由以下部件依次连接构成：气体循环泵出口、第二调节阀、第四压力指示器、第四温度指示器、第四调节阀、第一气体流量计、第二压力指示器、第二温度指示器、气体循环泵入口。进一步地，如上所述的水合物合成气液循环控制回路系统，包括用于使反应釜内部的压力处于恒定或者处于所需的压力条件下的稳压管路；该稳压管路由液相管路和气相管路2部分构成；其中，液相管路由水箱、柱塞泵、稳压缓冲罐底部的液相入口d、液相出口h、第二排水阀通过管路依次连接构成；所述气相管路由气瓶的出口、稳压缓冲罐上部的气相入口f、稳压缓冲罐的气相出口g、反应釜底部的气体入口a通过管路依次连接构成。进一步地，如上所述的水合物合成气液循环控制回路系统，在所述稳压缓冲罐上还连接有真空泵。进一步地，如上所述的水合物合成气液循环控制回路系统，在所述稳压缓冲罐上安有第三温度指示器、第三压力指示器、第一液位指示器、及第二安全阀，稳压缓冲罐外围安装有夹套换热器，换热器内部设有导流槽，由稳压缓冲罐制冷机组通过第一进水阀门和第一出水阀门对反应釜内的温度进行调节控制。进一步地，如上所述的水合物合成气液循环控制回路系统，在所述反应釜上安装有第五压力指示器、第五温度指示器、第二液位指示器及电阻率指示器；反应釜外围安装有夹套换热器，换热器内部设有导流槽，由反应釜制冷机组通过第二进水阀门和出水阀门对反应釜内的温度进行调节控制。反应釜外围安装有夹套换热器，换热器内部设有导流槽，由反应釜制冷机组通过第二进水阀门和出水阀门对反应釜内的温度进行调节控制。本技术提供的水合物合成气液循环控制回路系统，能够加速天然气水合物的合成效率，从而推动了天然气水合物的工业化进程。附图说明图1为本技术水合物合成气液循环控制回路系统结构示意图；图2本技术数据采集控制系统结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1及图2所示，本技术主要的模块就是天然气水合物大样品的快速合成，本技术水合物合成系统采用鼓泡、喷淋和搅拌相结合的方式，该系统由反应釜、供气及气体循环系统、供液及液体循环系统、机械强化作用系统、稳压缓冲系统，阀门及管路附件等组成。反应釜主要提供水合物合成与存储空间，通过制冷机组控制内部水和反应介质的温度，反应釜内部增设三种水合物快速合成装置，釜体中间架设搅拌器，釜顶架设喷淋器及釜底安装鼓泡器，釜体安装有第五压力指示器P-105、第五温度指示器T-105、第二液位指示器(差压式液位计L-102)及电阻率指示器C-101，反应釜外围安装有夹套换热器，换热器内部设有导流槽，由制冷机组通过第二进水阀门V-401和第二出水阀门V-402对反应釜内的温度进行调节控制。注气及气体循环系统包括气瓶，检测气瓶压力的第六压力指示器P-106，第一截止阀V-101、第一压力指示器P-101、第一温度指示器T-101、第四截止阀V-104，主进气管路安装第二压力指示器P-102、第二温度指示器T-102、气体循环泵、第二调节阀CV-105、第四压力指示器P-104、第四温度指示器T-104、第三调节阀CV-108、第二气体流量计F-102、第六截止阀V-110，出气管道上安有排空阀V-111，第五截止阀V-112，旁路调节管路上安有第四调节阀CV-109、第一气体流量计F-101。注液及液体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水合物合成气液循环控制回路系统，其特征在于，包括：进气量控制回路和进液量控制回路；所述进气量控制回路用于调节供气管路的进气量；该进气量控制回路包括用于将反应釜(115)中未反应的气体从反应釜上部的气体出口b通过气体循环泵(111)泵出并循环泵入反应釜(115)底部的气体入口a的管路；所述进液量控制回路用于调节供液管路的进液量；其中，进液量控制回路由以下部件依次连接构成：液体循环泵(114)出口、第七调节阀(CV‑208)、第七温度指示器(T‑202)、第十七压力指示器(P‑202)、第一液体流量计(F‑201)、第九调节阀(CV‑207)、第六温度指示器(T‑201)、第十六压力指示器(P‑201)、液体循环泵(114)入口；所述供气管路用于将气瓶(118)中的气体输送至反应釜(115)中；该管路由气瓶(118)的出口通过管路依次连接有第六压力指示器(P‑106)、第一截止阀(V‑101)、第一调节阀(CV‑102)、第一压力指示器(P‑101)、第一温度指示器(T‑101)、第四截止阀(V‑104)、第二压力指示器(P‑102)、第二温度指示器(T‑102)、气体循环泵(111)、第二调节阀(CV‑105)、第四压力指示器(P‑104)、第四温度指示器(T‑104)、第三调节阀(CV‑108)、第二气体流量计(F‑102)、第六截止阀(V‑110),最后与反应釜(115)底部的气体入口a连通；所述供液管路用于将水箱(113)的水输送至反应釜(115)内；该供液管路由水箱(113)的出口通过管路与反应釜液相入口c连通，在该连通管路上设置有柱塞泵(112)；还包括搅拌装置、数据采集控制系统；所述搅拌装置为在所述反应釜(115)内安装有搅拌器(119)，该搅拌器(119)的搅拌粉碎桨采用推进桨叶形式，且在桨叶下方安装有破碎牙锥；所述数据采集控制系统包括计算机，以及与计算机连接的电阻率测量点C、压力测量点P、温度测量点T、液位测量点L，单相、多相流 体流量计量测量点F、电机参数测量点M；还包括鼓泡装置；该鼓泡装置包括设置在反应釜(115)底部的鼓泡器(122)；所述反应釜(115)内腔表面、封头内表面及与介质接触的孔的润湿部位，采用特殊工艺热熔蒙乃尔400合金防腐层；所述鼓泡装置包括流量调节阀、空气压缩机、气体增压机、流量计、单向阀、喷雾泵、溢流阀、管阀件；鼓泡装置采用多孔板，板上布满孔径＜Φ2mm的孔眼，同时装夹有一层不锈钢滤网。...

【技术特征摘要】
1.一种水合物合成气液循环控制回路系统，其特征在于，包括：进气量控制回路和进液量控制回路；所述进气量控制回路用于调节供气管路的进气量；该进气量控制回路包括用于将反应釜(115)中未反应的气体从反应釜上部的气体出口b通过气体循环泵(111)泵出并循环泵入反应釜(115)底部的气体入口a的管路；所述进液量控制回路用于调节供液管路的进液量；其中，进液量控制回路由以下部件依次连接构成：液体循环泵(114)出口、第七调节阀(CV-208)、第七温度指示器(T-202)、第十七压力指示器(P-202)、第一液体流量计(F-201)、第九调节阀(CV-207)、第六温度指示器(T-201)、第十六压力指示器(P-201)、液体循环泵(114)入口；所述供气管路用于将气瓶(118)中的气体输送至反应釜(115)中；该管路由气瓶(118)的出口通过管路依次连接有第六压力指示器(P-106)、第一截止阀(V-101)、第一调节阀(CV-102)、第一压力指示器(P-101)、第一温度指示器(T-101)、第四截止阀(V-104)、第二压力指示器(P-102)、第二温度指示器(T-102)、气体循环泵(111)、第二调节阀(CV-105)、第四压力指示器(P-104)、第四温度指示器(T-104)、第三调节阀(CV-108)、第二气体流量计(F-102)、第六截止阀(V-110),最后与反应釜(115)底部的气体入口a连通；所述供液管路用于将水箱(113)的水输送至反应釜(115)内；该供液管路由水箱(113)的出口通过管路与反应釜液相入口c连通，在该连通管路上设置有柱塞泵(112)；还包括搅拌装置、数据采集控制系统；所述搅拌装置为在所述反应釜(115)内安装有搅拌器(119)，该搅拌器(119)的搅拌粉碎桨采用推进桨叶形式，且在桨叶下方安装有破碎牙锥；所述数据采集控制系统包括计算机，以及与计算机连接的电阻率测量点C、压力测量点P、温度测量点T、液位测量点L，单相、多相流体流量计量测量点F、电机参数测量点M；还包括鼓泡装置；该鼓泡装置包括设置在反应釜(115)底部的鼓泡器(122)；所述反应釜(115)内腔表面、封头内表面及与介质接触的孔的润湿部位，采用特殊工艺热熔蒙乃尔400合金防腐层；所述鼓泡装置包括流量调节阀、空气压缩机、气体增压机、流量计、单向阀、喷雾泵、溢流阀、管阀件；鼓泡装置采用多孔板，板上布满孔径＜Φ2mm的孔眼，同时装夹有一层不锈钢滤网。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳军，李宝罗，袁娇，王恺钊，曾浩鹏，黄志强，周守为，李清平，潘田佳，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川,51