[发明专利]一种快速连续制备气体水合物的设备

说明书

本发明公开了一种快速连续制备气体水合物的设备，包括外侧设有水夹套的反应釜、为所述反应釜提供气源的供气单元、为所述反应釜提供冰液的供冰液单元、用于控制所述外加套温度的温度控制单元、与所述反应釜相接并用于对其生成水合物晶体进行过滤和收集的水合物过滤收集单元、以及用于采集并记录所述反应釜温度和压力的数据采集处理单元；所述水合物过滤收集单元的后端通过快接阀门与所述供冰液单元连接。本发明解决了常规水合物生成装置中水合物生成过程不完全、机械搅拌浆或磁子内部残留、反应过程不连续等缺陷；实验装置简单经济、操作方便；可以生成完全且均匀的气体水合物，提高气体储运的效率。

技术领域

本发明涉及制备气体水合物的实验设备，尤其涉及一种快速连续制备气体水合物的设备。

背景技术

气体水合物是由气体分子(如甲烷、二氧化碳、氮气、硫化氢等)与水分子在低温高压条件下生成的一种类冰状的笼型晶体化合物。近年来，随着气体水合物研究的深入，发现利用气体水合物进行气体分离及储运可以成为一种新型高效的工业技术。

在研究中，发现搅拌对水合物的生成动力学性质，特别是诱导时间和储气量的影响很大。目前现有的搅拌技术均为内部机械搅拌或磁力搅拌。搅拌时，反应容器内部放置有机械搅拌浆或磁子。这两种方式都存在缺点：一是气水界面水合物的生成结块会阻碍下部水合物的继续生成，机械搅拌浆或磁子也会被生成的水合物块固结，无法完成搅拌混合任务；二是在水合物生成后的运输过程中，机械搅拌浆或磁子与水合物连成一体，无法取出；三是水合物无法进行连续生产。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种快速连续制备气体水合物的设备，该设备系统简单、操作方便，应用于气体水合物的完全均匀生成。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种快速连续制备气体水合物的设备，包括外侧设有水夹套的反应釜、为所述反应釜提供气源的供气单元、为所述反应釜提供冰液的供冰液单元、用于控制所述外加套温度的温度控制单元、与所述反应釜相接并用于对其生成水合物晶体进行过滤和收集的水合物过滤收集单元、以及用于采集并记录所述反应釜温度和压力的数据采集处理单元；所述水合物过滤收集单元的后端通过快接阀门与所述供冰液单元连接。

反应釜是气水体系反应生成水合物的容器，水夹套的设置，可使温度控制单元来控制体系温度；水合物过滤收集单元是进行固液分离的装置；数据采集处理单元可自动记录反应釜中的温度、压力，便于分析反应釜中体系的水合物生成进展。

所述供气单元包括气瓶罐、恒压进气阀、气体单向过滤阀、鼓泡喷嘴和进气管线；所述反应釜的一侧设置有进气口，其顶部设置有排气口；所述气瓶罐的出气口通过所述进气管线依次连接所述恒压进气阀、所述进气口以及所述鼓泡喷嘴，所述鼓泡喷嘴位于所述反应釜的底部；所述排气口通过所述进气管线连接所述气体单向过滤阀后接入位于所述进气口与所述恒压进气阀之间的进气管线上。气瓶罐、恒压进气阀与鼓泡喷嘴形成进气路径，实现对反应釜进行供气；气体单向过滤阀构成未反应气体的气体回路，有助于提高气体的有效利用率；鼓泡喷嘴可以将气体分散并均匀喷出，有利于均匀反应。

所述供冰液单元包括冰液罐、将所述冰液罐内的冰液碎化成冰浆的超声波碎冰器、冰液罐阀、冰液泵、冰液进口阀和回路管线；所述冰液罐的出液口通过出液管顺次连接冰液罐阀、冰液泵、冰液进口阀后接入所述反应釜内。

所述水合物过滤收集单元内部所有多层过滤装置；所述反应釜的另一侧通过快接头与所述水合物过滤收集单元连接，所述水合物过滤收集单元的后端通过所述回路管线连接所述快接阀门后接入所述冰液罐。