水合物反应器中甲烷气体的回收装置及回收方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种水合物反应器中甲烷气体的回收装置及回收方法，其中，回收装置包括水合物反应器和低压储气罐组，所述水合物反应器与所述低压储气罐组通过连通管路串联；所述水合物反应器与所述低压储气罐组之间设置有第一阀门、第二阀门和第三阀门，所述第一阀门和第二阀门并联后与所述第三阀门串联；所述第一阀门的输入端与所述水合物反应器的输出端连接，所述第二阀门的输出端与空气连通；所述低压储气罐组包括通过所述连通管路依次串联的若干个低压储气罐，相邻两个所述低压储气罐之间设置有一阀门。本发明专利技术可以实现甲烷气体的回收，避免污染环境，且能够为下一次水合物生成做准备。

【技术实现步骤摘要】
水合物反应器中甲烷气体的回收装置及回收方法
本专利技术涉及天然气水合物开采
，具体是关于一种水合物反应器中甲烷气体的回收装置及回收方法。
技术介绍
天然气水合物是在一定条件(合适的压力、温度、气体饱和度、水的盐度和pH值等)下由水和天然气组成的类冰的笼形结晶化合物，其遇火即可燃烧，俗称“可燃冰”，在自然界中存在的水合物绝大部分是甲烷水合物。一般说来，从水合物分解得到的甲烷是水合物体积的160多倍，其以固态形式存在的天然气总量是地球上煤、石油等化石燃料的2倍，所以天然气水合物成了21世纪最重要的战略资源。此外，甲烷含碳量少于煤或石油，甲烷产生的二氧化碳仅仅是煤的一半，是一种比较清洁的能源。运用能量平衡条件等计算表明，在假设无能量损失的情况下，从水合物气体中获得的能量是分解水合物能量的15.5倍，因此开采天然气水合物具有一定的商业价值，是各个国家争相研究的前沿热点，但是由于天然气水合物的开采面临着经济和技术上的可行性问题，天然气水合物的开发技术目前主要处于实验研究阶段。天然气水合物开采的思路基本上是首先将蕴藏于沉积物中的天然气水合物进行分解，然后加以利用。当前提出的方法主要有以下三类：(1)热力开采法，主要是将蒸汽、热水、热盐水或其它热流体从地面泵入天然气水合物储层，或采用火驱法、利用地热等诸多方法促使储层温度上升而达到水合物分解的目的；(2)化学剂开采法，主要是利用一些化学剂，诸如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等来改变水合物形成的相平衡条件，降低水合物稳定温度，以达到分解的目的；(3)降压开采法，主要是通过降低压力而引起天然气水合物稳定的相平衡曲线的移动，从而促使天然气水合物分解。目前，研究天然气水合物有效、快速、经济的开采方法，为大规模开采天然气水合物提供理论依据，是缓解与日俱增的能源压力的有效途径。然而，天然气水合物三维模拟开采反应釜体积范围0-500L，压力范围0-25MPa，分解产生的气体如果直接排向大气中，会给环境造成污染。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种水合物反应器中甲烷气体的回收装置，可以实现甲烷气体的回收，避免污染环境，且能够为下一次水合物生成做准备。本专利技术的另一目的是提供一种水合物反应器中甲烷气体的回收方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：本专利技术所述的水合物反应器中甲烷气体的回收装置，包括水合物反应器和低压储气罐组，所述水合物反应器与所述低压储气罐组通过连通管路串联；所述水合物反应器与所述低压储气罐组之间设置有第一阀门、第二阀门和第三阀门，所述第一阀门和第二阀门并联后与所述第三阀门串联；所述第一阀门的输入端与所述水合物反应器的输出端连接，所述第二阀门的输出端与空气连通；所述低压储气罐组包括通过所述连通管路依次串联的若干个低压储气罐，相邻两个所述低压储气罐之间设置有一阀门。所述的回收装置，优选地，所述低压储气罐组包括两个低压储气罐，分别为第一低压储气罐和第二低压储气罐，所述第一低压储气罐和所述第二低压储气罐之间的连通管路上设置有第四阀门。所述的回收装置，优选地，还包括高压储气罐组、增压泵以及空压机，所述增压泵和高压储气罐组通过所述连通管路依次与低压储气罐组串联；所述空压机与所述增压泵连接；所述低压储气罐组与所述增压泵之间的连通管路上设置有第五阀门；所述增压泵与所述高压储气罐组之间的连通管路上设置有第六阀门；所述高压储气罐组包括依次串联在所述连通管路上的若干个高压储气罐，相邻两个所述高压储气罐之间设置有一个阀门。所述的回收装置，优选地，所述高压储气罐组包括三个高压储气罐，分别为第一高压储气罐、第二高压储气罐和第三高压储气罐，所述第一高压储气罐和所述第二高压储气罐之间的连通管路上设置有第七阀门，所述第二高压储气罐和所述第三高压储气罐之间的连通管路上设置有第八阀门。本专利技术所述的一种水合物反应器中甲烷气体的回收装置的回收方法，包括以下步骤：1)回收超小规模气体时，水合物分解产生的天然气从水合物反应器释放，开启第一阀门，关闭第二阀门，开启第三阀门和第四阀门，关闭第五阀门；2)回收小规模气体时，水合物分解产生的天然气从水合物反应器释放，开启第一阀门，关闭第二阀门，开启第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门，关闭第七阀门，启动空压机和增压泵；3)回收中等规模气体时，水合物分解产生的天然气从水合物反应器释放，开启第一阀门，关闭第二阀门，开启第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门和第七阀门，关闭第八阀门，启动空压机和增压泵；4)回收中等偏大规模气体时，水合物分解产生的天然气从水合物反应器释放，开启第一阀门，关闭第二阀门，开启第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门；启动空压机和增压泵。所述的回收方法，优选地，所述超小规模气体为：0L＜气体体积＜100L；所述小规模气体为：100L＜气体体积＜400L；所述中等规模气体为：400L＜气体体积＜1000L；所述中等偏大规模气体为：1000L＜气体体积＜4000L。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术能够将甲烷气体进行回收，避免污染环境，且能够为下一次水合物生成做准备。因此，本专利技术为实现天然气水合物模拟生成提供了一个供气平台，为实现天然气气体的循环使用提供了便捷的途径，为天然气水合物的实际开采收集气体提供了理论指导；2、本专利技术所述的回收装置可以实现不同类型水合物分解气体的回收，天然气水合物(如甲烷气体)、二氧化碳水合物(如二氧化碳气体)。附图说明图1为本专利技术所述的水合物反应器中甲烷气体的回收装置的结构示意图。图中各附图标记如下：1-水合物反应器；2-低压储气罐组；21-第一低压储气罐；22-第二低压储气罐；3-高压储气罐组；31-第一高压储气罐；32-第二高压储气罐；33-第三高压储气罐；4-增压泵；5-空压机。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本专利技术的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本专利技术范围的限制，而只是为了说明本专利技术技术方案的实质精神。如图1所示，本专利技术提供一种水合物反应器中甲烷气体的回收装置，包括水合物反应器1和低压储气罐组2，水合物反应器1与低压储气罐组2通过连通管路串联；水合物反应器1与低压储气罐组2之间设置有第一阀门(V01)、第二阀门(V02)和第三阀门(V03)，第一阀门(V01)和第二阀门(V02)并联后与第三阀门(V03)串联；第一阀门(V01)的输入端与水合物反应器1的输出端连接，第二阀门(V02)的输出端与空气连通,即第二阀门(V02)为放空阀。其中：低压储气罐组2包括通过连通管路依次串联的若干个低压储气罐，相邻两个低压储气罐之间的连通管路上均设置有一阀门。本实施例中，低压储气罐组2包括两个低压储气罐，分别为第一低压储气罐21和第二低压储气罐22，第一低压储气罐21和第二低压储气罐22之间的连通管路上设置有第四阀门(V04)。...

【技术保护点】
1.一种水合物反应器中甲烷气体的回收装置，其特征在于，包括水合物反应器和低压储气罐组，所述水合物反应器与所述低压储气罐组通过连通管路串联；所述水合物反应器与所述低压储气罐组之间设置有第一阀门、第二阀门和第三阀门，所述第一阀门和第二阀门并联后与所述第三阀门串联；所述第一阀门的输入端与所述水合物反应器的输出端连接，所述第二阀门的输出端与空气连通；/n所述低压储气罐组包括通过所述连通管路依次串联的若干个低压储气罐，相邻两个所述低压储气罐之间设置有一阀门。/n

【技术特征摘要】
1.一种水合物反应器中甲烷气体的回收装置，其特征在于，包括水合物反应器和低压储气罐组，所述水合物反应器与所述低压储气罐组通过连通管路串联；所述水合物反应器与所述低压储气罐组之间设置有第一阀门、第二阀门和第三阀门，所述第一阀门和第二阀门并联后与所述第三阀门串联；所述第一阀门的输入端与所述水合物反应器的输出端连接，所述第二阀门的输出端与空气连通；
所述低压储气罐组包括通过所述连通管路依次串联的若干个低压储气罐，相邻两个所述低压储气罐之间设置有一阀门。


2.根据权利要求1所述的回收装置，其特征在于，所述低压储气罐组包括两个低压储气罐，分别为第一低压储气罐和第二低压储气罐，所述第一低压储气罐和所述第二低压储气罐之间的连通管路上设置有第四阀门。


3.根据权利要求1或2所述的回收装置，其特征在于，还包括高压储气罐组、增压泵以及空压机，所述增压泵和高压储气罐组通过所述连通管路依次与低压储气罐组串联；所述空压机与所述增压泵连接；
所述低压储气罐组与所述增压泵之间的连通管路上设置有第五阀门；所述增压泵与所述高压储气罐组之间的连通管路上设置有第六阀门；
所述高压储气罐组包括依次串联在所述连通管路上的若干个高压储气罐，相邻两个所述高压储气罐之间设置有一个阀门。


4.根据权利要求3所述的回收装置，其特征在于，所述高压储气罐组包括三个高压储气罐，分别为第一高压储气罐、第二高压储...

【专利技术属性】
技术研发人员：李清平，李刚，李小森，喻西崇，李焱，秦蕊，吕秋楠，王屹，朱军龙，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海油研究总院有限责任公司，中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11