[发明专利]一种煤层气水合物的制备及能量回收系统

权利要求书

1.一种煤层气水合物中甲烷及能量回收系统，其特征在于包括水合物生成及其甲烷提取装置、水合物反应器顶部经排气阀排出的未反应煤层气循环及冷量回收、水合物反应器顶部排出的尾气冷量回收、水合物反应器下端经过出料阀排出的饱和吸收液冷量回收、水合物反应器内金属冷却盘管冷却系统。

2.根据权利要求1所述水合物生成及其甲烷提取装置包括气泵、多级冷媒换热器、气体增压泵、水合物反应器、水合物分解器、吸收液循环泵、吸收液冷却器。

3.根据权利要求2所述的气泵，其特征为将煤层气从常压加压至0.3～0.4MPa并以循环水冷却。所述多级冷媒换热器，其特征为1）采用低温循环煤层气为冷媒、2）采用低温尾气排放气为冷媒、3）采用冷冻盐水为冷媒、4）采用液氮为冷媒，分别对进入水合物反应器的煤层气进行多级冷却，从25℃～35℃～100℃冷却至0℃至-25℃。所述气体增压泵，其特征为将煤层气从0.3～0.4MPa增压至0.8～1.0MPa并以循环水冷却，对因气体加压导致的温度升高进行降温。

4.根据权利要求3所述水合物反应器，其特征为反应器顶部侧面经过排气阀有尾气排出口及煤层气循环气排出返回口，反应器底部侧面有吸收液排出口，反应器底部有煤层气进口气体分布器，反应器顶部有吸收液进口喷嘴。所述水合物反应器内吸收液为含质量百分数15‐30%的四氢呋喃水溶液。

5.根据权利要求4所述的水合物反应器顶部未反应煤层气经过排气阀排出进行冷量回收，其特征在于直接与进料煤层气进行混合、将冷量传递给进料煤层气。从水合物反应器生成的饱和甲烷吸收液从下部经过出料阀经过吸收液循环泵及吸收液换热器后、泵入水合物分解器。

6.根据权利要求5所述的水合物反应器顶部经过排气阀排出的尾气冷量回收装置，其特征在于该尾气间接与初始煤层气进行接触、将冷量透过换热器器壁传导至初始进口煤层气。所述水合物分解器内分解的甲烷从分解器上部经排气阀排出后进入LNG生产系统。

7.根据权利要求6所述的水合物反应器下端经过出料阀排出的饱和吸收液进入冷量回收装置，其特征在于该导出的吸收液与从分解器解析甲烷后的吸收液进行间接接触、将冷量通过换热器器壁传导至循环(被解析的)吸收液。

8.根据权利要求7所述的水合物反应器内金属冷却盘管冷却装置，其特征在于从冷却盘管下方流进冷冻盐水、从上方流出冷冻盐水，反应器内反应液的温度控制在0～3℃以内，以便移除反应热，反应器内冷却盘管由铜金属材料制备，金属表面的低温及导热性，可加速水合物晶核的生长。