[發(fā)明專利]一種水合物漿液氣液固三相分離裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810436417.0
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108434790B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周詩崠;何騁遠(yuǎn);張藝;姬浩洋;王樹立;呂曉方;饒永超
• 申請（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00;B01D29/56;B01D29/84;C10L3/10
• 代理公司: 常州市英諾創(chuàng)信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

本發(fā)明涉及一種水合物漿液氣液固三相分離裝置，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有多級燒結(jié)微孔型的篩板，殼體上部設(shè)有噴淋裝置，殼體底部設(shè)有流化氣體噴口，所述分離裝置通過“分離水—噴淋水”循環(huán)系統(tǒng)和“分離氣—流化氣”循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對氣、水的循環(huán)利用。本發(fā)明通過多層燒結(jié)微孔型篩板過濾及噴淋裝置沖刷篩板，實(shí)現(xiàn)氣液固三相的有效分離，解決了水合物漿中夾帶液體和氣體的問題；同時(shí)，通過流化氣體對于小粒徑固體的流化作用，使水合物顆粒表現(xiàn)出類似流體的性質(zhì)，便于短距離內(nèi)管輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣水合物分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種可以得到較為純凈的水合物顆粒，并使固體水合物顆粒可以在短距離內(nèi)管輸?shù)乃衔餄{液氣液固三相分離裝置。

背景技術(shù)

天然氣水合物是一種由氣體分子在一定溫壓條件下形成的籠狀絡(luò)合物。水分子間以氫鍵結(jié)合形成主體晶格，而氣體分子則在范德華力的作用下，被固定在水分子所構(gòu)成的晶格空隙中。當(dāng)前，基于水合物的生成特性及其理化性質(zhì)，開發(fā)出了水合物氣體分離技術(shù)、水合物蓄冷技術(shù)、水合物海水淡化技術(shù)、水合物儲氣技術(shù)等一系列應(yīng)用技術(shù)。水合物技術(shù)在應(yīng)用中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是氣體、液體和水合物顆粒的分離。當(dāng)水合物晶體在反應(yīng)釜中形成并從中流出時(shí)，水合物漿液常常會(huì)夾帶一些液體與氣體，這些液體及氣體的存在會(huì)直接影響到相關(guān)技術(shù)方法的運(yùn)行效率。

目前，已有的三相分離器，設(shè)計(jì)功能多著眼于回收液態(tài)組分或氣態(tài)組分，對于固態(tài)組分一般靠沖砂管道沖出分離器或定期排空。該類三相分離器無法有效用于從天然氣水合物漿液中分離水合物顆粒的情況。同時(shí)，由于水合物固體需在低溫、高壓的條件下分離，多數(shù)三相分離裝置未設(shè)置承壓及緊急工況下的處理，應(yīng)用時(shí)靈活度和功效較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)氣、液、固三相的有效分離且便于短距離內(nèi)管輸?shù)乃衔餄{液氣液固三相分離裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種水合物漿液氣液固三相分離裝置，具有殼體，所述的殼體上部設(shè)有絲網(wǎng)捕霧器和位于絲網(wǎng)捕霧器下方的噴淋裝置，殼體中部內(nèi)側(cè)壁設(shè)有與水平面呈45°夾角的第一篩板，與第一篩板相對的殼體中部下段內(nèi)側(cè)壁設(shè)有與水平面呈60°夾角的第五篩板，第一篩板下端連接有3/4圓型水槽，第五篩板下端連接有1/4圓型水槽，殼體下部設(shè)有與水平面呈15°夾角的第二篩板，第二篩板下方依次設(shè)有第三篩板和第四篩板，位于第三篩板與第四篩板之間設(shè)有流化氣體噴口，第一篩板上端的殼體側(cè)壁上設(shè)有水合物漿液進(jìn)入口，殼體頂部設(shè)有分離氣出口，殼體底部設(shè)有排污口，殼體外壁對應(yīng)3/4圓型水槽設(shè)有分離水第一出口、對應(yīng)1/4圓型水槽設(shè)有分離水第二出口。

由于水合物顆粒粒徑范圍在0.6mm至0.9mm，因此所述的第一篩板、第二篩板、第三篩板、第四篩板和第五篩板均選用燒結(jié)微孔板，所述微孔孔徑為0.3mm，以保證水合物顆粒能正常滾落。

所述的噴淋裝置具有與分離水第一出口外管路連接的噴淋水進(jìn)入口，噴淋水進(jìn)入口與分離水第一出口之間的管路上設(shè)有水泵和截止閥。

所述的分離氣出口通過單向閥管路連接有氣體緩沖罐，氣體緩沖罐通過氣泵和單向閥連接流化氣體噴口。

所述的第二篩板下端連接有水合物顆粒出口，位于水合物顆粒出口上方的殼體側(cè)壁上分別設(shè)有下限料位計(jì)和上限料位計(jì)，當(dāng)下限料位計(jì)感應(yīng)到水合物顆粒時(shí)，表示此時(shí)已經(jīng)可以將分離氣通入分離裝置下部，促使水合物顆粒離開三相分離器；當(dāng)上限料位計(jì)感應(yīng)到水合物顆粒時(shí)，表示此時(shí)必須使水合物顆粒離開三相分離裝置。

所述的殼體外壁設(shè)置有保溫層，殼體壁上還設(shè)有第一溫度測量口、第二溫度測量口、第一壓力測量口、第二壓力測量口和第三壓力測量口。

所述的流化氣體噴口通過單向閥與水合物漿液反應(yīng)釜前的原料氣緩沖罐管路連接，在第二溫度測量口或第一壓力測量口測量參數(shù)異常時(shí)，原料氣緩沖罐向流化氣體噴口充入0℃的原料氣，以降低分離裝置內(nèi)部溫度或升高分離裝置內(nèi)壓，以避免儲存在第二篩板上的水合物顆粒分解。