[發明專利]一種快速連續制備氣體水合物的設備

在審

• 申請號: 201711297879.0
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN108160003A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 史伶俐;梁德青
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: B01J3/04
• 分類號: B01J3/04;B01J3/02
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

本發明公開了一種快速連續制備氣體水合物的設備，包括外側設有水夾套的反應釜、為所述反應釜提供氣源的供氣單元、為所述反應釜提供冰液的供冰液單元、用于控制所述外加套溫度的溫度控制單元、與所述反應釜相接并用于對其生成水合物晶體進行過濾和收集的水合物過濾收集單元、以及用于采集并記錄所述反應釜溫度和壓力的數據采集處理單元；所述水合物過濾收集單元的后端通過快接閥門與所述供冰液單元連接。本發明解決了常規水合物生成裝置中水合物生成過程不完全、機械攪拌漿或磁子內部殘留、反應過程不連續等缺陷；實驗裝置簡單經濟、操作方便；可以生成完全且均勻的氣體水合物，提高氣體儲運的效率。

技術領域

本發明涉及制備氣體水合物的實驗設備，尤其涉及一種快速連續制備氣體水合物的設備。

背景技術

氣體水合物是由氣體分子(如甲烷、二氧化碳、氮氣、硫化氫等)與水分子在低溫高壓條件下生成的一種類冰狀的籠型晶體化合物。近年來，隨著氣體水合物研究的深入，發現利用氣體水合物進行氣體分離及儲運可以成為一種新型高效的工業技術。

在研究中，發現攪拌對水合物的生成動力學性質，特別是誘導時間和儲氣量的影響很大。目前現有的攪拌技術均為內部機械攪拌或磁力攪拌。攪拌時，反應容器內部放置有機械攪拌漿或磁子。這兩種方式都存在缺點：一是氣水界面水合物的生成結塊會阻礙下部水合物的繼續生成，機械攪拌漿或磁子也會被生成的水合物塊固結，無法完成攪拌混合任務；二是在水合物生成后的運輸過程中，機械攪拌漿或磁子與水合物連成一體，無法取出；三是水合物無法進行連續生產。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提供一種快速連續制備氣體水合物的設備，該設備系統簡單、操作方便，應用于氣體水合物的完全均勻生成。

本發明是通過以下技術方案來實現的：一種快速連續制備氣體水合物的設備，包括外側設有水夾套的反應釜、為所述反應釜提供氣源的供氣單元、為所述反應釜提供冰液的供冰液單元、用于控制所述外加套溫度的溫度控制單元、與所述反應釜相接并用于對其生成水合物晶體進行過濾和收集的水合物過濾收集單元、以及用于采集并記錄所述反應釜溫度和壓力的數據采集處理單元；所述水合物過濾收集單元的后端通過快接閥門與所述供冰液單元連接。

反應釜是氣水體系反應生成水合物的容器，水夾套的設置，可使溫度控制單元來控制體系溫度；水合物過濾收集單元是進行固液分離的裝置；數據采集處理單元可自動記錄反應釜中的溫度、壓力，便于分析反應釜中體系的水合物生成進展。

所述供氣單元包括氣瓶罐、恒壓進氣閥、氣體單向過濾閥、鼓泡噴嘴和進氣管線；所述反應釜的一側設置有進氣口，其頂部設置有排氣口；所述氣瓶罐的出氣口通過所述進氣管線依次連接所述恒壓進氣閥、所述進氣口以及所述鼓泡噴嘴，所述鼓泡噴嘴位于所述反應釜的底部；所述排氣口通過所述進氣管線連接所述氣體單向過濾閥后接入位于所述進氣口與所述恒壓進氣閥之間的進氣管線上。氣瓶罐、恒壓進氣閥與鼓泡噴嘴形成進氣路徑，實現對反應釜進行供氣；氣體單向過濾閥構成未反應氣體的氣體回路，有助于提高氣體的有效利用率；鼓泡噴嘴可以將氣體分散并均勻噴出，有利于均勻反應。

所述供冰液單元包括冰液罐、將所述冰液罐內的冰液碎化成冰漿的超聲波碎冰器、冰液罐閥、冰液泵、冰液進口閥和回路管線；所述冰液罐的出液口通過出液管順次連接冰液罐閥、冰液泵、冰液進口閥后接入所述反應釜內。

所述水合物過濾收集單元內部所有多層過濾裝置；所述反應釜的另一側通過快接頭與所述水合物過濾收集單元連接，所述水合物過濾收集單元的后端通過所述回路管線連接所述快接閥門后接入所述冰液罐。