一种能源固化装卸系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种能源固化存储装卸系统及方法，用于对天然气水合物固化存储以及天然气水合物的分解卸装，将天然气通过制热与鼓泡双用盘管通入天然气水合物储运罐内，配合超声辐射源，将生成的天然气气泡控制为百微米级别，提升气体在溶液中的溶解度，提升天然气水合物的生成效率。使用供热单元对天然气水合物进行供热，为其分解提供热源，同时通过天然气回收单元对天然气进行回收，同时进行净化、干燥处理，提升天然气纯度。本发明专利技术公开的能源固化存储装卸系统及方法，能够实现天然气高效固化存储以及卸装，适用于大规模天然气的存储卸装使用需求。用需求。用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种能源固化装卸系统及方法


[0001]本专利技术涉及天然气水合物固化储运卸装
，具体涉及一种能源固化装卸系统及方法。

技术介绍

[0002]天然气水合物固化储运技术是近些年来所开发的一种新型的天然气存储技术，相较于传统的压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)和管道天然气(PNG)的输运方式。其具有工艺流程短、成本低及安全性高的优势。该输运方式在工业化实践过程中主要包括三个步骤：天然气水合物的大规模生产、水合物的经济、高效运输以及天然气水合物的卸装及甲烷回收过程。
[0003]目前天然气水合物固化存储卸装技术效率较低，采用常规手段天然气水合物诱导生成阶段时长约10h，且在水合物卸装过程中天然气水合物分解效率也较为缓慢，很难满足大规模水合物存储、卸装的要求。中国专利CN101224404公开了一种水合物分解装置，提出了采用微波对天然气水合物进行分解，从而实现了水合物中的气体回收。但该方案同样需要消耗大量的电能且很难满足大规模水合物卸装的要求。因此，亟需开发出一种更加经济、高效、针对性更强的天然气水合物存储、卸装系统。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术公开，具体方案如下：
[0005]一种能源固化装卸系统，包括天然气水合物储运罐、制热与鼓泡双用盘管、超声波辐照源、第六单向气阀、供热单元、天然气回收单元；
[0006]所述天然气水合物储运罐为双层罐体结构，包括外层罐体、内层罐体，所述内层罐体内部空间为内腔，所述内层罐体与外层罐体合围成的空间为外腔；
[0007]所述制热与鼓泡双用盘管设置于天然气水合物储运罐的内腔内，制热与鼓泡双用盘管的输入端穿过天然气水合物储运罐的内层罐体、外层罐体，位于天然气水合物储运罐的外部；位于天然气水合物储运罐内部的制热与鼓泡双用盘管的管壁上开设有换热与鼓泡通孔；所述第六单向气阀设置于位于天然气水合物储运罐外部的制热与鼓泡双用盘管上；
[0008]超声波辐照源设置于天然气水合物储运罐的外部，用于发出超声波；
[0009]所述供热单元用于向天然气水合物储运罐内的制热与鼓泡双用盘管输送热水；
[0010]所述天然气回收单元与天然气水合物储运罐连接，用于对天然气水合物分解后生成的天然气进行回收。
[0011]作为上述技术方案的补充，所述天然气回收单元包括第一天然气回收管道、第四单向气阀，所述第一天然气回收管道与天然气水合物储运罐的内腔连通，所述第四单向气阀设置于第一天然气回收管道上；
[0012]所述供热单元包括热水供源、第一热水输送管道、第八单向液阀、第四溶液泵；第一热水输送管道的输入端与热水供源连通，第一热水输送管道的输出端与位于天然气水合
物储运罐外部的制热与鼓泡双用盘管连通，所述第八单向液阀、第四溶液泵均设置于第一热水输送管道上。
[0013]作为上述技术方案的补充，所述供热单元还包括第二热水输送管道、第六单向液阀、第二溶液泵；所述第二热水输送管道的输入端与热水供源连通，第二热水输送管道的输出端与天然气水合物储运罐的外腔连通，所述第六单向液阀、第二溶液泵均设置于第二热水输送管道上。
[0014]作为上述技术方案的补充，所述供热单元还包括第一热水回收管道、第七单向液阀、第三溶液泵，所述第一热水回收管道的输入端与天然气水合物储运罐的外腔连通，第一热水回收管道的输出端与热水供源连通，所述第七单向液阀、第三溶液泵均设置于第一热水回收管道上，所述天然气水合物储运罐的内层罐体的侧壁上设有将内腔与外腔连通的通孔，所述通孔能够通过阀打开或关闭。
[0015]作为上述技术方案的补充，还包括天然气水合物集中分解罐、天然气水合物输送管道、制热盘管；
[0016]所述供热单元还包括第三热水输送管道、第五单向液阀、第二热水回收管道、第一溶液泵、第四单向液阀；
[0017]所述天然气回收单元还包括第二天然气回收管道、第五单向气阀，
[0018]所述天然气水合物输送管道的上端与天然气水合物集中分解罐的内腔连通，天然气水合物输送管道的下端与天然气水合物集中分解罐连通；
[0019]天然气水合物集中分解罐内设有制热盘管，制热盘管的输入端通过第三热水输送管道与热水供源连通，制热盘管的输出端通过第二热水回收管道与热水供源连通；第三热水输送管道上设有第五单向液阀，第二热水回收管道上设有第一溶液泵、第四单向液阀；
[0020]所述第二天然气回收管道的输入端与天然气水合物集中分解罐连通，用于天然气的回收，所述第五单向气阀设置于第二天然气回收管道上。
[0021]作为上述技术方案的补充，还包括反应液回收管道、第三单向液阀，所述反应液回收管道的输入端与天然气水合物集中分解罐连通，位于天然气水合物集中分解罐天然气水合物分解后，反应液流入至反应液回收管道内进行回收，所述第三单向液阀设置于反应液回收管道上。
[0022]作为上述技术方案的补充，所述天然气回收单元还包括第一天然气输送管道、第二天然气输送管道、第三天然气输送管道、第一超音速冷凝旋流分离器、第二超音速冷凝旋流分离器、第一收集罐、第二收集罐、第一添加剂输送管道、第二添加剂输送管道、第一单向液阀、第二单向液阀、第二气体加速泵、第一气体加速泵、第二单向气阀；
[0023]所述第一天然气回收管道、第二天然气回收管道的输出端均与第一天然气输送管道连通；第二气体加速泵设置于第一天然气输送管道上，所述第一天然气输送管道的输出端与第一超音速冷凝旋流分离器连接；
[0024]第一添加剂输送管道的输入端与第一超音速冷凝旋流分离器连通，第一添加剂输送管道的输出端与第一收集罐连通，第一单向液阀设置于第一添加剂输送管道上；
[0025]所述第一超音速冷凝旋流分离器与第二超音速冷凝旋流分离器之间连通有第二天然气输送管道，所述第一气体加速泵设置于第二天然气输送管道上，第二添加剂输送管道的输入端与第二超音速冷凝旋流分离器连通，第二添加剂输送管道的输出端与第二收集
罐连通，第二单向液阀设置于第二添加剂输送管道上；
[0026]所述第三天然气输送管道的输入端与第二超音速冷凝旋流分离器连通，第三天然气输送管道的输出端与储气库连通，所述第二单向气阀设置于第三天然气输送管道上。
[0027]作为上述技术方案的补充，所述天然气回收单元还包括第三单向气阀，所述第三单向气阀设置于第一天然气输送管道上，第一天然气输送管道上第二天然气回收管道、第二天然气回收管道输出端与第一天然气输送管道连通的位置位于第三单向气阀的下游。
[0028]作为上述技术方案的补充，还包括泄压管道、安全阀，所述泄压管道的一端与天然气水合物储运罐的内腔连通，所述安全阀设置于泄压管道上，所述制热与鼓泡双用盘管上的换热与鼓泡通孔的孔径为5
‑
8mm。
[0029]本专利技术还公开应用上述能源固化装卸系统的能源固化装卸方法，包括以下步骤：
[0030]能源装载：首先向天然气水合物储运罐的内腔内注入水；
[0031]向位于天本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能源固化装卸系统，其特征在于，包括天然气水合物储运罐(13)、制热与鼓泡双用盘管(28)、超声波辐照源、第六单向气阀(29)、供热单元、天然气回收单元；所述天然气水合物储运罐(13)为双层罐体结构，包括外层罐体、内层罐体，所述内层罐体内部空间为内腔(33)，所述内层罐体与外层罐体合围成的空间为外腔(32)；所述制热与鼓泡双用盘管(28)设置于天然气水合物储运罐(13)的内腔(33)内，制热与鼓泡双用盘管(28)的输入端穿过天然气水合物储运罐(13)的内层罐体、外层罐体，位于天然气水合物储运罐(13)的外部；位于天然气水合物储运罐(13)内部的制热与鼓泡双用盘管(28)的管壁上开设有换热与鼓泡通孔；所述第六单向气阀(29)设置于位于天然气水合物储运罐(13)外部的制热与鼓泡双用盘管(28)上；超声波辐照源设置于天然气水合物储运罐(13)的外部，用于发出超声波；所述供热单元用于向天然气水合物储运罐(13)内的制热与鼓泡双用盘管(28)输送热水；所述天然气回收单元与天然气水合物储运罐(13)连接，用于对天然气水合物分解后生成的天然气进行回收。2.根据权利要求1所述的一种能源固化装卸系统，其特征在于，所述天然气回收单元包括第一天然气回收管道(37)、第四单向气阀(14)，所述第一天然气回收管道(37)与天然气水合物储运罐(13)的内腔(33)连通，所述第四单向气阀(14)设置于第一天然气回收管道(37)上；所述供热单元包括热水供源(21)、第一热水输送管道(34)、第八单向液阀(30)、第四溶液泵(31)；第一热水输送管道(34)的输入端与热水供源(21)连通，第一热水输送管道(34)的输出端与位于天然气水合物储运罐(13)外部的制热与鼓泡双用盘管(28)连通，所述第八单向液阀(30)、第四溶液泵(31)均设置于第一热水输送管道(34)上。3.根据权利要求2所述的一种能源固化装卸系统，其特征在于，所述供热单元还包括第二热水输送管道(35)、第六单向液阀(23)、第二溶液泵(22)；所述第二热水输送管道(35)的输入端与热水供源(21)连通，第二热水输送管道(35)的输出端与天然气水合物储运罐(13)的外腔(32)连通，所述第六单向液阀(23)、第二溶液泵(22)均设置于第二热水输送管道(35)上。4.根据权利要求3所述的一种能源固化装卸系统，其特征在于，所述供热单元还包括第一热水回收管道(39)、第七单向液阀(24)、第三溶液泵(26)，所述第一热水回收管道(39)的输入端与天然气水合物储运罐(13)的外腔(32)连通，第一热水回收管道(39)的输出端与热水供源(21)连通，所述第七单向液阀(24)、第三溶液泵(26)均设置于第一热水回收管道(39)上，所述天然气水合物储运罐(13)的内层罐体的侧壁上设有将内腔(33)与外腔(32)连通的通孔，所述通孔能够通过阀打开或关闭。5.根据权利要求4所述的一种能源固化装卸系统，其特征在于，还包括天然气水合物集中分解罐(16)、天然气水合物输送管道(44)、制热盘管(25)；所述供热单元还包括第三热水输送管道(36)、第五单向液阀(20)、第二热水回收管道(40)、第一溶液泵(18)、第四单向液阀(19)；所述天然气回收单元还包括第二天然气回收管道(38)、第五单向气阀(15)，所述天然气水合物输送管道(44)的上端与天然气水合物集中分解罐(16)的内腔连通，
天然气水合物输送管道(44)的下端与天然气水合物集中分解罐(16)连通；天然气水合物集中分解罐内设有制热盘管(25)，制热盘管(25)的输入端通过第三热水输送管道(36)与热水供源(21)连通，制热盘管(25)的输出端通过第二热水回收管道(40)与热水供源(21)连通；第三热水输送管道(36)上设有第五单向液阀(20)，第二热水回收管道(40)上设有第一溶液泵(18)、第四单向液阀(19)；所述第二天然气回收管道(38)的输入端与天然气水合物集中分解罐(16)连...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵佳飞，陆毅，刘亮亮，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：