[发明专利]静电场作用下瓦斯水合物高速合成装置

说明书

本发明涉及一种静电场作用下瓦斯水合物高速合成装置，其中高压反应釜用于在设定条件下生成瓦斯水合物；高压反应釜内底部设置负电极板，高压反应釜端口侧设置正电极板，正电极板和负电极板分别与静电放电器的正极和负极对应电连接；正电极板通过放射针与静电放电器连接，放射针的尖端连接正电极板；静电放电工控机用于控制静电放电器的输出电压。本发明装置能够加速水合物合成过程中瓦斯水合物的成核，提高瓦斯水合物合成效率。

技术领域

本发明涉及瓦斯水合物合成技术领域，尤其涉及一种静电场作用下瓦斯水合物高速合成装置。

背景技术

瓦斯是一种以甲烷（CH₄）为主的烃类混合气，由于煤矿生产过程中瓦斯排放严重，而CH₄是具有极高温室效应的气体，因此回收CH₄变得极为重要。

目前，对瓦斯提纯CH₄相继提出了变压吸附法、低温分离法、膜分离法及水合物法等分离技术，其中水合物法作为一种新型的瓦斯分离技术手段，与传统分离方法相比具有压力损失小，分离效率高、合成工艺简单、储存容易及安全性好等优点。然而，由于瓦斯水合物生成过程诱导时间长、生长速率慢，极大地限制了水合物法分离技术的发展。

在水合物法生成瓦斯水合物的过程中，为促进瓦斯水合物快速合成，主要采用搅拌、喷雾、鼓泡等物理方法作为强化手段。但是这些强化手段又分别存在以下问题：

（1）搅拌法：机械耗能消耗大，阻碍水合物聚集，机械搅拌时产生的热效应会造成储气成本的增加，影响水合条件；伴随着水合反应的不断进行，水合物浆黏度不断增大，进而影响机械搅拌效率；

（2）鼓泡法：由于使用的孔板孔径很小，容易在孔板上生成水合物造成堵塞，进而影响水合物进气，影响系统反应的进行；若采用透明鼓泡盘鼓泡，气泡在上升过程中会有水合物合成，阻碍了气体与水溶液进一步接触发生反应；

（3）喷雾法：当喷嘴角度过大时，会造成水合物生成热不易在反应器内气相空间扩散，导致水合物生成环境恶化；并且大分子（如水分子）客体在喷射时极易在喷嘴周围形成水合物从而堵塞喷射孔，使反应中断。同时，在喷射液滴过程中，喷嘴表面生成的水合物层的生成热聚集在液滴内部，会进一步抑制水合物生成。

因此，针对以上不足，需要对瓦斯水合物的生成过程进行改进，实现瓦斯水合物的快速合成，从而提高瓦斯水合物的制备效率，以实现瓦斯水合物的高密度储存。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有瓦斯提纯CH₄采用的水合物法中，生成瓦斯水合物的过程诱导时间长及生长速率慢的缺陷，提供一种静电场作用下瓦斯水合物高速合成装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种静电场作用下瓦斯水合物高速合成装置，包括高压反应釜、静电放电工控机、静电放电器、放射针、正电极板和负电极板，

所述高压反应釜用于在设定条件下生成瓦斯水合物；高压反应釜内底部设置负电极板，高压反应釜端口侧设置正电极板，正电极板和负电极板分别与静电放电器的正极和负极对应电连接；正电极板通过放射针与静电放电器连接，放射针的尖端连接正电极板；静电放电工控机用于控制静电放电器的输出电压。

在根据本发明所述的静电场作用下瓦斯水合物高速合成装置中，所述合成装置还包括恒温控制箱，高压反应釜密闭在恒温控制箱内部。

在根据本发明所述的静电场作用下瓦斯水合物高速合成装置中，所述合成装置还包括气源、空压机和驱动增压泵，

气源通过通气管路连接驱动增压泵的进气端，空压机通过加压管路连接驱动增压泵的加压端，驱动增压泵的出口连接进气管的一端，进气管的另一端穿过高压反应釜上盖与高压反应釜内部连通。