A visual CT device for hydrate phase change process based on high pressure throttling temperature control technology, which belongs to the field of hydrates basic research. High pressure gas enters into the temperature control pool through the air pump and low temperature probe, high pressure gas through low temperature endothermic probe throttling expansion temperature control, temperature control pool and reaction tank valve connections through self pressure, self pressure regulating valve to control the pressure in the reaction tank, and then control the formation and decomposition of methane hydrate. The outlet gas pump is connected with the temperature control pool to control the pressure in the temperature control tank. X ray CT real-time scanning of methane hydrate formation and decomposition process. The combination of high pressure gas throttling cryogenic device and X ray CT can control the temperature through the throttling expansion of high-pressure methane, and solve the problem of rotating temperature control of the reaction kettle in the X ray CT scanning process. Combined with X ray CT scanning, we observed the three-dimensional structure of methane hydrate formation and decomposition process on porous media, providing basic data for numerical simulation of hydrate formation and decomposition.
【技术实现步骤摘要】
一种基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置
本专利技术属于水合物基础研究
,涉及到一种基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置。
技术介绍
资源危机是当今世界面临三大难题之一,天然气水合物因其相对比较清洁,能源密度高,储量大而开始备受关注。一立方米的天然气水合物可以释放164立方米的天然气。美国地质调查局报告中指出天然气水合物潜在含碳量约为全球可用常规化石能源的两倍。因此,如何高效开采天然气水合物藏已被多个国家研究。目前天然气水合物分解动力学的研究已有很大突破,分解动力学模型被广泛研究。其中Kim-Bishnoi模型是比较经典的分解动力学模型,其中,为水合物分解的摩尔速率,kd为反应动力学常数,fe为气、水、水合物三相平衡的逸度,fg为当地逸度,As为水合物分解表面积,因为孔隙内微观可视化难以实现,在多孔介质内的水合物分解表面积很难测量,目前还没有合适的分解表面积的模型,本专利技术专利应用X射线CT进行可视化研究多孔介质内天然气水合物生成分解过程,以得到水合物分解表面积计算公式。因X射线CT扫描过程中,如何控制低温高压为水合物生成提供条件是目前应用X射线CT研究天然气水合物的难点,本专利应用医学中高压气节流低温治疗的方案,将节流降温装置安装可视区上方进行降温。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置,实现精确控制温度,可视化研究天然气水合物生成分解过程,得到三维结构,为后续理论研究提供数据基础。本专利技术的技术方案:一种基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置,包括反应池16、 ...
【技术保护点】
一种基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置,其特征在于,所述的基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置包括反应池(16)、温度控制系统、压力控制系统和数据采集系统;所述的反应池(16)外部材料为耐高压PVC聚合材料,反应池(16)内部有蚀刻通道,通道内为不同形状的多孔介质,且蚀刻的通道不在同一平面内,以便于CT扫描三维成像;所述的温度控制系统包括预冷换热器(4)和控温池(15),预冷换热器(4)对注入反应池(16)内的气体进行初步降温,控制初始进气温度;控温池(15)内设有低温探针(14),低温探针(14)为耐高压不锈钢具有夹层结构的毛细管,其顶端为封闭端,高压气体经过毛细管,遇到封闭端后进入夹层;控温池(15)为设置在反应池(16)内的嵌套管,控温池(15)可取出;所述的压力控制系统包括第一气泵(3)、第二气泵(9)以及自力式压力调节阀(13),所述的第一气泵(3)初始进行恒压注入,再改为恒流注入;第一气泵(3)设置在预冷换热器(4)端,第一气泵(3)内的气体通过预冷换热器(4)预热后,进入反应池(16)内;在第一气泵(3)与反应池(16)的管路上,设有温度传感 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置,其特征在于,所述的基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置包括反应池(16)、温度控制系统、压力控制系统和数据采集系统;所述的反应池(16)外部材料为耐高压PVC聚合材料,反应池(16)内部有蚀刻通道,通道内为不同形状的多孔介质,且蚀刻的通道不在同一平面内,以便于CT扫描三维成像;所述的温度控制系统包括预冷换热器(4)和控温池(15),预冷换热器(4)对注入反应池(16)内的气体进行初步降温,控制初始进气温度;控温池(15)内设有低温探针(14),低温探针(14)为耐高压不锈钢具有夹层结构的毛细管,其顶端为封闭端,高压气体经过毛细管,遇到封闭端后进入夹层;控温池(15)为设置在反应池(16)内的嵌套管,控温池(15)可取出;所述的压力控制系统包括第一气泵(3)、第二气泵(9)以及自力式压力调节阀(13),所述的第一气泵(3)初始进行恒压注入,再改为恒流注入;第一气泵(3)设置在预冷换热器(4)端,第一气泵(3)内的气体通过预冷换热器(4)预热后,进入反应池(16)内;在第一气泵(3)与反应池(16)的管路上,设有温度传感器、压力表和温度反馈装置(12),当控温池(15)内的温度高于或低于设定温度时,温度反馈装置直接反馈到第一气泵(3),通过调节第一气泵(3)注入气体的流速来实现精确地控制温度...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋永臣,高祎,杨明军,赵越超,刘卫国,刘瑜,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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