[发明专利]静电雾化作用下水合物连续生成装置

说明书

本发明公开了一种静电雾化作用下水合物连续生成的装置，包括外侧设有水夹套的反应釜、供气单元、为反应釜提供离子阻聚剂和水雾的供雾单元、温度控制单元、与反应釜及供雾单元分别相接的水合物过滤收集单元、以及用于采集并记录反应釜温度和压力的数据采集处理单元；供雾单元包括盛放离子型表面活性剂溶液的溶液罐、液罐阀、溶液泵、进液阀、直流电源、雾化室和回路线管；水合物过滤收集单元内设置多层具有不同孔隙的倾斜过滤板，通过弹跳和粒径两种方式实现固液的高效分离。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；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

本发明涉及连续快速制备气体水合物的技术领域，尤其涉及一种静电雾化作用下水合物连续生成装置。

背景技术

气体水合物是由气体分子(如甲烷、二氧化碳、硫化氢等)与水分子在低温高压条件下生成的一种类冰晶状的笼型化合物。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，发现现有的各种搅拌技术和固液分离技术不能高效地促进水合物的连续生成。例如内部机械搅拌和磁力搅拌不仅会造成气水界面和搅拌设备界面处水合物的生成结块，无法完成搅拌混合任务，阻碍水合物的继续生成，还存在搅拌设备与生成的水合物无法分离的情况。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种静电雾化作用下水合物连续生成装置。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种静电雾化作用下水合物连续生成装置，包括外侧设有水夹套的反应釜、为所述反应釜提供气源和超重力环境的供气单元、为所述反应釜提供离子阻聚剂和水雾的供雾单元、用于控制所述水夹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设置多层具有不同孔隙的倾斜过滤板，通过弹跳和粒径两种方式实现固液的高效分离,其下端通过管线与所述供雾单元连接；所述供雾单元包括溶液罐、液罐阀、溶液泵、进液阀、直流电源、雾化室和回路线管；所述溶液罐中盛放离子型表面活性剂溶液；所述溶液罐的出液口顺次连接所述液罐阀、溶液泵、进液阀、雾化室后接入所述反应釜内。

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、上部恒压进气阀、中部恒压进气阀、下部恒压进气阀和进气管线；所述反应釜的侧部设置有进气口，所述上部恒压进气阀、中部恒压进气阀、下部恒压进气阀分别设有与其自身匹配的压力数值和流速数值，且在所述反应釜内完成重力环境的实现和调节；所述气瓶罐的出气口分别通过进气管线连接所述上部恒压进气阀、中部恒压进气阀、下部恒压进气阀后由上而下接入所述反应釜的上部、中部和下部。上中下三路恒压进气阀的设置，可实现对反应釜进行多路供气，使气体在反应釜内得到充分循环。

所述水合物过滤收集单元包括用于将水分子与离子阻聚剂分离的固液分离室、以及用于收集水合物的水合物收集室，所述反应釜的下部与所述固液分离室连接，所述水合物收集室接入所述固液分离室的后端；所述倾斜过滤板设置在所述固液分离室内部；所述水合物过滤收集单元的下端通过所述回路管线接入所述溶液罐内。

与现有技术对比，本发明的优点在于：

(1)可以生成完全且均匀的气体水合物，提高气体储运的效率；

(2)溶液中有离子型表面活性剂，可以促进水合物生成的同时，防止水合物堆积固结；

(3)反应容器中没有机械搅拌浆或磁子的残留，系统可以连续运行，既可以加强传热传质效果，又可以控制反应过程实现水合物生成或流动收集，方便进行下一步运输操作。