[发明专利]一种水合物增压及循环系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种水合物循环系统，特别涉及一种带有增压功能的循环系统，其可应用于制冷循环中，属于新能源利用领域。

背景技术

目前在工程领域中，对于气体增压主要是利用气泵或是压缩机，消耗外部动力功耗来实现的。压缩终了压力较高，所需压差较大时会引起机器效率低、结构复杂、成本上升等问题。而且外部机械驱动会带来一定的噪音及震动，影响其在生产和生活中应用。而目前水合物技术越来越得到广泛的关注，针对于水合物的研究主要集中在如何快速高效制取及其应用在蓄冷、储运等现实问题中。根据水合物形成特性，其相平衡曲线在零摄氏度以上有一转折点，高于此温度时水合物相平衡压力急剧上升，而根据实验所得水能吸纳的气体量大小也不同，一般在一立方米的水内可以吸纳约200倍的标准体积的气体。

因此，可以利用水合物相平衡曲线的转折点，在转折温度以下以较低的压力促成水合物合成，然后在高于此转折点的温度下令其分解，来获得较高的气体压力。同时，利用两个分解容器交替使用的方法，来高低压转换，从而消除了压缩机或是高扬程液泵等动力设备的应用。利用水合物相平衡转折点及分解容器数量来实现增压，特别适用于气体增压及制冷系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种水合物增压及循环系统，可利用水合物在生成器中低温低压时生成、分解器中加热分解来获得高压，从而实现增压及连续循环的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种水合物增压及循环系统，所述系统包括：气液混合箱、输运泵、水合物生成器、第一低温冷源、第二低温冷源、气液分离器、第一水合物分解器、第二水合物分解器、热源、高压储气罐、减压阀、三通阀、循环液泵、若干个单向阀；

所述气液混合箱经气液混合后与水合物生成器相连，水合物生成器经第一低温冷源冷却后与气液分离器相连，气液分离器浆液出口与第一水合物分解器、第二水合物分解器相连，气体出口与气液混合箱进气管相连；热源分别与第一水合物分解器、第二水合物分解器相连，用来升温使水合物分解；第二低温冷源分别与第一水合物分解器、第二水合物分解器相连，用来给水合物降温降压，从而使水合物生成器中的水合物能顺利进入第一水合物分解器、第二水合物分解器；第一水合物分解器、第二水合物分解器的高压气体出口经一单向阀与高压储气罐相连，循环液出口经循环液泵与气液混合箱相连，高压储气罐经减压阀与气液混合箱低压进气口相连；所述气液混合箱为低温恒压箱体，保持水合物生成的临界状态。

作为本发明的一种优选方案，所述水合物生成器位于第一水合物分解器、第二水合物分解器上方，利用势差及输运泵来满足压差，实现输运水合物。

作为本发明的一种优选方案，所述水合物生成器是一个密封保温套管，内管为导热性能好的紫铜管，管内走混合液，管外走冷却水，外管为可视化且保温性能好的塑料或是玻璃管。

作为本发明的一种优选方案，所述水合物生成器的紫铜管为促进换热的内螺纹外翅片管，管内的循环液为加入添加剂的溶液。

作为本发明的一种优选方案，所述第一水合物分解器、第二水合物分解器两者交替使用，利用高低压转换，实现持续增压循环。

作为本发明的一种优选方案，所述第一低温冷源在系统用于复叠制冷时，由高温级冷剂蒸发提供。

作为本发明的一种优选方案，所述三通阀连接在循环液管上，在所述第一水合物分解器、第二水合物分解器交替使用时，用来调节输运循环液体。

本发明的有益效果在于：本发明提出的水合物增压及循环系统，气液混合箱内的液体与低压气体保持在水合物合成的临界状态，通过输运泵将其送入水合物生成器中，利用低温冷源使其在低温下形成水合物，随套管流向水合物持续生成。之后，将水合物通过气液分离器后进入水合物分离器一，而此时第二水合物分解器中的水合物经过加热而分解，放出气体，通过控制阀使气体在达到控制压力时将气体送入高压储气罐，等分解完成，再用冷源将其冷却降压后，水合物通过气液分离器进入第二水合物分解器，而水合物分离器一则进行分解，两者这样交互使用，实现持续循环。之后，高压气体进入高压储气罐，通过减压阀供低压气体实现整体系统循环，而冷却后的液体则通过循环液管路，利用液泵实现循环利用。如此反复循环，达到连续增压的效果，同时克服水合物制备慢的特点，实现连续稳定的循环。利用两个分解容器交替使用的方法，来高低压转换，从而解决气体增压及水合物循环利用的问题，尤其是将其利用于制冷系统中，缓解了压缩机或是高扬程液泵等动力设备的应用。根据水合相图的平衡点，特别适用与复叠制冷的低温级。

附图说明