一種合成天然氣水合物實驗裝置的製作方法

2023-12-03 12:29:46 1

本實用新型涉及天然氣領域的一種合成天然氣水合物實驗裝置。

背景技術：

天然氣水合物被認為是21世紀最理想的替代能源之一。天然氣水合物是天然氣在低溫高壓的條件下形成的一種外觀像冰但晶體結構和冰不同的籠型化合物。根據有關文獻記載，天然氣水合物所含有的有機碳總量是目前已知煤、石油、天然氣總和的兩倍。為了h提高天然氣水合物的合成效率，能快速製得天然氣水合物；目前最有效的天然氣水合物實驗製備方法是利用磁力攪拌裝置。通過磁力攪拌裝置可以調節攪拌時的轉速來促進水和氣體的接觸，在反應釜內可以根據傳感器監測溫度和壓力變化情況，通過計算機採集系統能清楚的顯示高壓反應釜內的溫度和壓力。人工合成天然氣水合物一般作為實驗研究，對於工業化生產還處在研究階段，作為工程技術尚未取得成功，所以對於天然氣水合物的人工快速合成有必要進行深入研究。

技術實現要素：

本實用新型目的是為了合成天然氣水合物，提供了一種合成天然氣水合物實驗裝置，使用方便快捷，反應迅速，能快速製得天然氣水合物。

本實用新型所採用的技術方案是：

本實用新型一種合成天然氣水合物實驗裝置，主要由甲烷貯罐、氣體流量計、高壓泵、氯化鈉貯罐、液體流量計、高壓反應釜、磁力攪拌器、壓力表、溫度表、乾燥器、計算機採集系統、殼體、夾套、攪拌葉片、軸承、內盤管、上封頭開關、混合物入口、壓力傳感器、溫度傳感器、攪拌軸、氣體出口和上封頭組成。所述甲烷貯罐依次與氣體流量計和高壓泵相連；氯化鈉貯罐與液體流量計相連；高壓反應釜放於磁力攪拌器上部。高壓反應釜內左部設有內盤管、上封頭開關、混合物入口、壓力傳感器和溫度傳感器；有部設有氣體出口和上封頭；中部設有軸承和攪拌軸；內盤管採用螺旋形設計，用於加熱高壓反應釜內的甲烷氣體；攪拌葉片共設有十個葉片且採用對稱式設計。在高壓反應釜的外部設有夾套，用於使高壓反應釜內的溫度不易散失；上封頭開關開啟並取下攪拌軸頂部的固定端後可將上封頭打開，取出水合物固體。本實用新型使用方便快捷，能夠快速製得水合物。

本實用新型的優點：使用方便快捷，反應迅速，能準確的監測高壓反應釜內的溫度和壓力，能快速製得天然氣水合物。

附圖說明

圖1是本實用新型一種合成天然氣水合物實驗裝置的流程示意圖。

圖2是圖1中高壓反應釜的結構示意圖。

圖中：1.甲烷貯罐，2.氣體流量計，3.高壓泵，4.氯化鈉貯罐，5.液體流量計，6.高壓反應釜，7.磁力攪拌器，8.壓力表，9.溫度表，10.乾燥器，11.計算機採集系統，12.殼體，13.夾套，14.攪拌葉片，15.軸承，16.內盤管，17.上封頭開關，18.混合物入口，19.壓力傳感器，20.溫度傳感器，21.攪拌軸，22.氣體出口，23.上封頭。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。

如圖1所示，本實用新型一種合成天然氣水合物實驗裝置，主要由甲烷貯罐1、氣體流量計2、高壓泵3、氯化鈉貯罐4、液體流量計5、高壓反應釜6、磁力攪拌器7、壓力表8、溫度表9、乾燥器10、計算機採集系統11、殼體12、夾套13、攪拌葉片14、軸承15、內盤管16、上封頭開關17、混合物入口18、壓力傳感器19、溫度傳感器20、攪拌軸21、氣體出口22和上封頭23組成。所述甲烷貯罐1依次與氣體流量計2和高壓泵3相連；氯化鈉貯罐4與液體流量計5相連；高壓反應釜6放於磁力攪拌器7上部。

如圖1、圖2所示，天然氣水合物具體合成過程為：甲烷從甲烷貯罐1出來後通過氣體流量計2計量和高壓泵3加壓，同時氯化鈉液體從氯化鈉貯罐4出來經過液體流量計5計量後與加壓後的甲烷氣體一起從混合物入口18進入高壓反應釜6；當甲烷和氯化鈉溶液都進入高壓反應釜6後開啟磁力攪拌器7，使高壓反應釜6內的攪拌軸21帶動攪拌葉片14進行旋轉，同時內盤管16內通入冷氣體進行換熱，使高壓反應釜6內形成低溫高壓的環境，在這種環境下有攪拌葉片14進行混合可加快天然氣水合物的生成。在整個合成過程中位於上封頭23左側的壓力傳感器19和溫度傳感器20通過線路連接到計算機採集系統11進行採集數據，可監測在整個合成過程中高壓反應釜6內的溫度和壓力的變化情況。當合成反應結束後打開氣體出口22，使剩餘的甲烷氣體從氣體出口22排出，排出的氣體經過乾燥器10乾燥後返回甲烷貯罐1進行重新利用；當高壓反應釜6內的壓力和溫度趨於正常值後打開攪拌軸21上端的固定端，可打開上封頭開關17使上封頭23往上翻動後可取出合成的天然氣水合物，即天然氣水合物合成過程結束。