[发明专利]一种电磁感应分解天然气水合物的装置及方法

权利要求书

1.一种电磁感应分解天然气水合物的装置，包括高压反应系统、低温冷却系统、循环系统、电磁感应系统、数据采集系统五部分，其特征在于：所述高压反应系统由高压气瓶（1）内的高压天然气提供压力条件，高压天然气经缓冲瓶（2）、预处理罐（3）进行预处理，反应在密闭的反应釜（4）内进行；所述低温冷却系统由恒温水箱（5）组成，预处理罐（3）、不锈钢反应釜（4）置于恒温水箱中，反应进行过程中通过调节水箱内水的温度来控制反应温度，采用恒温水浴来均匀加热；所述电磁感应系统由感应线圈（11）和可调节的大功率电源及控制系统（6）组成，为分解天然气水合物提供外部条件；所述数据采集系统由温度传感器（12）、压力变送器（14）、电阻率探测电极（13）、计算机（7）组成，所述温度传感器（12）、压力变送器（14）、电阻率探测电极（13）将采集到的数据及时反馈到计算机（7）中；所述循环系统使得分解得到的天然气经过气水分离器（9）回到回收气瓶（10）中，经增压泵（19）增压再次流入高压气瓶（1）中。

2.根据权利要求1所述的一种电磁感应分解天然气水合物的装置，其特征在于：所述反应釜（4）包括进水口（15）、出水口（16）以及进气口（17）。

3.根据权利要求2所述的一种电磁感应分解天然气水合物的装置，其特征在于：所述反应釜（4）内还包括冷光源探头（21）。

4.根据权利要求3所述的一种电磁感应分解天然气水合物的装置，其特征在于：各气管以及水管管路均设置调压阀（18）以及流量计（20）。

5.根据权利要求4所述的一种电磁感应分解天然气水合物的装置，其特征在于：所述温度传感器（12）为PT100温度传感器。

6.根据权利要求5所述的一种电磁感应分解天然气水合物的装置，其特征在于：所述压力变送器（14）为CYB-20S压力变送器。

7.根据权利要求6所述的一种电磁感应分解天然气水合物的装置，其特征在于：所述反应釜（4）采用不锈钢的材质制作。

8.一种采用权利要求1至7任意一项所述的装置电磁感应分解天然气水合物的方法，包括多孔介质天然气水合物的合成过程以及电磁感应条件下天然气水合物的分解过程；其特征在于，所述多孔介质天然气水合物的合成过程包括以下步骤：

1）、根据天然气水合物形成所需的高压、低温地质条件，用不同粒径的海砂模拟多孔介质；其次，将高压气瓶内的天然气通过调压阀（18）、缓冲罐（2）来降低它的压力以保障获取更平稳的压力；

2）、通过预处理罐（3），得到纯净的高压天然气由进气口（17）进入反应釜（4）内以构造实验所需高压环境；

3）、采用底部注气的方式模拟真实气体扩散过程，将控温水箱（8）中的水经进水口（15）注入反应釜（4）内，当达到预先设定的水位后关闭进水口，预处理罐（3）、反应釜（4）置于恒温水浴内以保证实验所需温度条件符合要求，在达到所需的温度压力条件下反应釜（4）底部介质空隙中逐渐生成天然气水合物晶体；

所述电磁感应条件下天然气水合物的分解过程包括以下步骤：

、在反应釜（4）外部绕上一定数量的感应线圈（11），线圈连接着可调节大功率电源及控制系统（6），通过向感应线圈（11）中加交流电源来构造交变磁场；

、当磁场内磁力线通过绝缘层作用在铁质容器外壳时，磁力线被切割，产生大量小涡流，使容器自身迅速发热，从而达到加热的目的；

、达到一定温度压力条件下，天然气水合物进行分解；

上述分解过程中的能量转化过程如下：

电能→磁能→电能→热能；其中第一个电能指由电源提供，第二个电能为用于发热的感应电流和涡流，经过磁场转变，有效的提高了发热效率。

9.根据权利要求8所述的电磁感应分解天然气水合物的方法，其特征在于：所述多孔介质天然气水合物的合成过程以及电磁感应条件下天然气水合物的分解过程中，压力变送器（14）、温度传感器（12）、以及电阻率探测电极（13）组成的数据采集系统将反应釜（4）内的实验所测得的温度、压力数据及时反馈到计算机（7）中；温度传感器（12）测得水合物形成以及分解过程中内部主要位置的温度变化；电阻率探测电极（13）用来测量反应前后的电阻率变化，以观察水合物形成和分解前后的沉积物变化特征；反应釜（4）还内配有带冷光源的探头（21），随时将反应釜（4）内的情况反馈出来。