專利名稱：氣體籠形物制造裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氣體籠形物制造裝置，其具有一個反應容器、至少ー個反應氣體輸入裝置和至少ー個反應液體輸入裝置。
背景技術：
上述類型的裝置原則上由現(xiàn)有技術公開。借助這種裝置例如可制造甲烷水合物或者說甲烷籠形物。為此在大多壓カ大于60巴并且溫度約為0°C時向反應器或者說反應容器中輸入甲烷和水。在上述反應條件下形成氣體包合物，其中，甲烷儲存在冰晶的空腔中。 由實踐中已知的裝置用于間歇的運行中，因而甲烷水合物的制造按份或者說分批地進行。 但是使用由實踐中已知的裝置來制造大量的氣體籠形物花費非常高、不節(jié)能并且因此不經(jīng)濟。

發(fā)明內容
因此本發(fā)明的技術問題是，提出一種用于制造氣體籠形物的裝置，其特點在于高能源效率、簡單的操作性或者說操縱性以及高經(jīng)濟性。為了解決該技術問題，本發(fā)明提供一種氣體籠形物制造裝置，其具有ー個反應容器、至少ー個反應氣體輸入裝置和至少ー個反應液體輸入裝置，設有壓力単元，借助壓カ單元能調節(jié)反應容器中的壓力，設有用于調節(jié)反應容器中的溫度的調溫裝置，在反應容器上連接具有排出管接頭和排出噴嘴的組合體，排出噴嘴具有流動通道，能在反應容器中產生的氣體籠形物通過排出噴嘴的流動通道能被擠壓出反應容器，流動通道從入口向擠壓出口連續(xù)變細并且旋轉對稱地構造，流動通道壁構造成S曲線形的。借助本發(fā)明的裝置可以在由實踐中已知的、通常的條件下制造氣體籠形物。為此所需的條件借助本發(fā)明的壓カ單元和調溫裝置來調節(jié)。作為反應氣體例如可以使用含烴的氣體(如甲烷、天然氣)或氫氣。建議將水溶液和/或有機溶劑用作反應液體。有利的是， 為有效地形成籠形物，通過添加鹽來影響反應液體的密度和/或吸收性和/或吸附性。在本發(fā)明的范疇中，形成的氣體籠形物的密度小于反應液體的密度。有利的是，形成的氣體籠形物漂浮在反應液體上面并且具有雪狀或融雪狀特性。通過優(yōu)選連續(xù)地在反應容器中形成氣體籠形物，優(yōu)選位于反應容器中的氣體籠形物的體積持續(xù)増加，由此漂浮在反應液體上面的氣體籠形物以有利的方式被擠壓到排出管接頭和排出噴嘴的流動通道中。 已證明有利的是，在排出管接頭中設置附加的調溫裝置。通過附加的調溫裝置可如此調節(jié)排出管接頭中的氣體籠形物或者說氣體籠形物栓塞(feisclathratpfropfen)的溫度，即氣體籠形物栓塞和排出管接頭壁之間的邊界面上的氣體籠形物層通過在反應容器側作用到氣體籠形物栓塞上的壓カ而被融化。有利的是， 由此形成滑膜或者說減少摩擦的液體層，從而氣體籠形物栓塞可在排出噴嘴的擠壓出口方向上推迸。在本發(fā)明的范疇中，本發(fā)明的流動通道的構型確保，精確可控地將氣體籠形物擠CN 102527295 A
壓出排出噴嘴的擠壓出口。合乎目的的是，通過改變或減小排出噴嘴的流動通道的橫截面來提高作用到氣體籠形物上的壓力，由此以有利的方式擠壓氣體籠形物并且優(yōu)選從氣體籠形物中去除多余的反應液體。合乎目的的是，通過流動通道中的作用到氣體籠形物上的壓力，在流動通道壁和氣體籠形物之間制造液膜。建議將從擠壓出ロ壓出的氣體籠形物借助輸送管道例如排出到箱體中。根據(jù)ー種實施方式，流動通道具有用于氣體籠形物的流動阻力，如此設定該流動阻力，即氣體籠形物通過反應器壓カ從排出噴嘴被壓出或者說能被壓出，反應器壓カ通過優(yōu)選在反應容器中連續(xù)形成氣體籠形物和/或通過向反應容器中輸送反應氣體和/或反應液體來建立。已證明合乎目的的是，可通過反應氣體輸入裝置和反應液體輸入裝置向反應容器如此輸入反應氣體和反應液體，即反應容器中的反應器壓力或者說工作壓カ保持恒定或基本上恒定。根據(jù)ー種特別優(yōu)選的實施方式，這樣控制本發(fā)明裝置的反應氣體輸入裝置和反應液體輸入裝置，使得被擠壓出擠壓出口的氣體籠形物的體積通過附加地向反應容器中輸入的反應氣體和優(yōu)選噴入的反應液體來代替。建議流動通道壁由塑料并且優(yōu)選由聚四氟乙烯或聚酰胺制成。優(yōu)選為流動通道壁施加覆蓋層，使得形成的氣體籠形物可合乎目的地不附著在流動通道壁上。根據(jù)ー種優(yōu)選的實施方式，描述流動通道壁輪廓的S形曲線具有拐點，該拐點優(yōu)選沿流動通道的縱向方向位于前半部中。在本發(fā)明的范疇中，流動通道的縱向方向是指流動通道從入口到擠壓出口的延伸方向。特別優(yōu)選拐點設置在這樣ー個區(qū)域中，該區(qū)域包括流通通道約30%的長度并且從流動通道的中部向入口方向延伸。通過本發(fā)明的流動通道壁的S曲線形的構造，結合本發(fā)明的流動通道的連續(xù)變細，入口的橫截面大于擠壓出口的橫截面。建議入口直徑和擠壓出口的直徑的比值為10 0.2，優(yōu)選9 0.5并且特別優(yōu)選 8 0.7。根據(jù)另ー種實施方式，入口直徑和擠壓出口直徑的比值為7 1或約7 1。根據(jù)ー種特別優(yōu)選的實施方式，流動通道壁的輪廓通過正切曲線描述。根據(jù)ー種實施方式，排出噴嘴具有圓錐形外周面和平的端面，擠壓出口設置在該端面中。特別優(yōu)選排出噴嘴容納于密封套筒中，密封套筒對流體密封地(fluiddicht)連接到排出管接頭上。原則上，密封套筒能夠實現(xiàn)與其他裝置元件如輸送管道、箱體等的法蘭連接。合乎目的的是，密封套筒由耐天然氣和耐鹽水的材料、優(yōu)選鋼制成。根據(jù)ー種優(yōu)選的實施方式，密封套筒具有圓錐形構成的密封面，排出噴嘴的圓錐形外周面貼緊在該密封面上，排出噴嘴的端面貼緊于密封套筒的環(huán)形密封面上并且擠壓出 ロ與環(huán)形密封面的開ロ對齊地設置。有利的是，當在反應容器中調節(jié)出氣體籠形物形成進行的反應條件吋，排出噴嘴的圓錐形外周面或端面對流體密封地貼緊在密封套筒的構造成互補圓錐形的密封面或環(huán)形密封面上。在本發(fā)明的范疇中，在反應容器中形成的氣體籠形物被擠壓到排出管接頭中并且從那里通過排出噴嘴的入口被擠壓到排出噴嘴的流動通道中以及通過排出噴嘴的擠壓出口和密封套筒的開ロ被擠壓出反應容器。根據(jù)ー種有利的實施方式，密封套筒的圓錐形密封面具有覆蓋層或者中間層，其對流體密封地貼緊在排出噴嘴的外周面上。有利的是，密封套筒的中間層可合乎目的地彈性變形并且優(yōu)選由塑料、更優(yōu)選由聚四氟乙烯制成。已證明有利的是，中間層可與壓カ相關地變形，由此在裝置運行期間確保排出噴嘴對流體密封地貼緊在密封套筒上。根據(jù)ー種特別有利的實施方式，中間層對流體密封地與密封套筒連接。
連接噴嘴可基本上由至少ー種塑料并且優(yōu)選由聚四氟乙烯和/或聚酰胺制成。根據(jù)ー種實施方式，連接噴嘴體設有構成外周面的覆蓋層，該覆蓋層構造用于對流體密封地貼緊在密封套筒的密封面上。建議在連接噴嘴體中設置用于構成流動通道壁的內覆蓋層。 由連接噴嘴體、覆蓋層和內覆蓋層構成的組合體可由同一種材料制成。根據(jù)另ー種實施方式，連接噴嘴體、覆蓋層和內覆蓋層由不同的材料制成。優(yōu)選內覆蓋層和/或覆蓋層由聚四氟乙烯和/或聚酰胺制成。本發(fā)明所基于的認識是借助本發(fā)明裝置能以高功能安全性在連續(xù)的過程中制造氣體籠形物。本發(fā)明裝置的特點在于良好的能源效率。本發(fā)明裝置中要點是排出噴嘴，該排出噴嘴由于其創(chuàng)新的構型確保了容易控制地排出反應容器中形成的氣體籠形物。另外， 本發(fā)明的優(yōu)點還在于以極其簡單的方式避免在寬的壓力和溫度范圍中需要使用的易磨損的密封件。因此，本發(fā)明裝置的特點是極其簡單的結構、無困難的運轉和高的功能安全性。 尤其是基于本發(fā)明的排出管接頭和連接于其上的排出噴嘴的構造使形成的氣體籠形物易于從反應容器中排出。因此，相對于現(xiàn)有技術本發(fā)明的裝置具有顯著的優(yōu)勢。


接下來借助附圖中所示的僅ー個實施例來進ー步解釋本發(fā)明。示意性的附圖如下圖1本發(fā)明的用于實施連續(xù)制造氣體籠形物的方法的裝置；圖2本發(fā)明的排出噴嘴的橫截面圖；圖3本發(fā)明的排出噴嘴的透視的俯視圖；圖4本發(fā)明的排出噴嘴的透視的仰視圖；圖5本發(fā)明的密封套筒的橫截面圖；圖6本發(fā)明的具有插入的排出噴嘴的密封套筒的橫截面圖。
具體實施例方式圖1示出反應容器1，通過反應氣體輸入裝置2向反應容器輸入壓縮的反應氣體。 另外，根據(jù)圖1，通過反應液體輸入裝置3向反應容器1輸入反應液體。合乎目的地并且根據(jù)圖1的實施例，在反應容器1中如此調節(jié)反應壓カ和反應溫度，即使得反應液體和反應氣體形成氣體籠形物。在圖1中未示出為此所需的壓力単元和調溫裝置。由于形成的氣體籠形物的密度小于反應液體的密度，所以形成的氣體籠形物漂浮在反應液體上面。優(yōu)選并且根據(jù)圖1的實施例，為了維持反應條件，通過反應氣體輸入裝置 2和反應液體輸入裝置3向反應容器1補充反應氣體和反應液體。在反應容器1中連續(xù)形成的氣體籠形物由于形成的氣體籠形物的連續(xù)的體積增加而被擠壓到輸出管接頭4中。如圖1所示，在輸出管接頭4中設置附加的調溫裝置5，借助該附加的調溫裝置調節(jié)擠壓到輸出管接頭4中的氣體籠形物栓塞6的溫度。優(yōu)選并且根據(jù)圖1的實施例，在排出管接頭4上對流體密封地連接排出噴嘴7，由調溫裝置5調溫的氣體籠形物栓塞6通過反應容器1中的壓カ被推進到排出噴嘴中。排出噴嘴7具有噴嘴體8，在噴嘴體中設置流動通道9。由圖2和圖4可知，流動通道9旋轉對稱地構造。入口 10和擠壓出口 11因此分別構造成圓形的。優(yōu)選并且根據(jù)圖2的實施例，入口 10的直徑和擠壓出口 11的直徑的比值為7 1。此外如圖2和6所示，流動通道9的輪廓構造為S曲線形的。排出噴嘴7的流動通道9在此從入口 10向擠壓出口 11連續(xù)變細。根據(jù)圖2的實施例，擠壓出口 11被環(huán)形突起12環(huán)繞，該突起突出于排出噴嘴7的端側的密封面或者說平的端面13。優(yōu)選并且根據(jù)圖 2至4的圖示，排出噴嘴7的入口側的端面14具有倒角15。此外，圖2至4還示出排出噴嘴7的外周面16構造為圓錐形的。優(yōu)選并且根據(jù)圖2至4的實施例，噴嘴體8由聚四氟乙烯制成。圖5中顯示密封套筒17。未顯示的是，密封套筒17對流體密封地連接到反應容器1的排出管接頭4上。另外圖5還示出密封套筒17具有套筒體18，在密封套筒17的內部在套筒體上緊接著中間層19。這樣構造中間層19，使得在根據(jù)圖6的由密封套筒17和排出噴嘴7構成的組合體的裝配狀態(tài)中，外周面16對流體密封地貼緊在中間層19的密封面20上。由圖2和5可知，外周面16和密封面20構造成互補的圓錐形。如圖6所示，圍繞排出噴嘴7的擠壓出ロ 11延伸的環(huán)形突起12嵌入中間層19的開ロ 21中，該開ロ 21與套筒體18中的出ロ 22對齊地設置。優(yōu)選并且根據(jù)圖6，當排出噴嘴7插入到密封套筒17 中吋，平的端面13對流體密封地貼緊在中間層19的環(huán)形密封面23上。
權利要求
1.氣體籠形物制造裝置，其具有一個反應容器(1)、至少ー個反應氣體輸入裝置(2)和至少ー個反應液體輸入裝置(3)，設有壓力単元，借助壓カ單元能調節(jié)反應容器(1)中的壓力，設有用于調節(jié)反應容器(1)中的溫度的調溫裝置，在反應容器(1)上連接具有排出管接頭⑷和排出噴嘴⑵的組合體，所述排出噴嘴(7)具有流動通道(9)，能在反應容器⑴ 中產生的氣體籠形物通過排出噴嘴(7)的流動通道(9)能被擠壓出反應容器(1)，所述流動通道(9)從入口(10)向擠壓出口(11)連續(xù)變細并且旋轉對稱地構造，并且流動通道壁構造成S曲線形的。
2.根據(jù)權利要求1所述的氣體籠形物制造裝置，其特征在干，所述流動通道(9)具有用于氣體籠形物的流動阻力，該流動阻力被如此設定，即氣體籠形物通過反應器壓カ從排出噴嘴(7)被壓出或者說能被壓出，反應器壓カ通過在反應容器(1)中形成、優(yōu)選連續(xù)形成氣體籠形物和/或通過向反應容器(1)中輸送反應氣體和/或反應液體來建立。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的氣體籠形物制造裝置，其特征在干，流動通道壁由塑料制成并且優(yōu)選由聚四氟乙烯(PTFE)制成。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的氣體籠形物制造裝置，其特征在干，描述流動通道壁輪廓的S形曲線具有拐點，該拐點優(yōu)選沿著流動通道(9)的縱向方向位于前半部分中。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的氣體籠形物制造裝置，其特征在干，流動通道壁的輪廓通過正切曲線描述。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的氣體籠形物制造裝置，其特征在干，所述排出噴嘴⑵具有圓錐形的外周面(16)和平的端面(13)，并且所述擠壓出口(11)設置在所述端面(13)中。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的氣體籠形物制造裝置，其特征在干，所述排出噴嘴⑵容納于密封套筒(17)中，并且密封套筒(17)對流體密封地連接到排出管接頭⑷ 上。
8.根據(jù)權利要求7所述的氣體籠形物制造裝置，其特征在干，所述密封套筒(17)具有圓錐形構成的密封面(20)，排出噴嘴(7)的圓錐形外周面(16)貼緊在該密封面00)上， 排出噴嘴(7)的端面(1 貼緊在密封套筒(17)的環(huán)形密封面上并且所述擠壓出口 (11)與環(huán)形密封面03)中的開ロ 01)對齊地設置。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的氣體籠形物制造裝置，其特征在干，所述密封套筒(17) 的圓錐形密封面OO)具有覆蓋層或者中間層(19)，所述覆蓋層或者中間層對流體密封地貼緊在排出噴嘴(7)的外周面(16)上。
10.根據(jù)權利要求9所述的氣體籠形物制造裝置，其特征在干，所述密封套筒(17)的中間層(19)是可變形的，并且優(yōu)選由塑料、更優(yōu)選由PTFE構成。
11.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的氣體籠形物制造裝置，其特征在干，所述排出噴嘴(7)基本上由塑料制成，并且優(yōu)選由PTFE和/或聚酰胺制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣體籠形物制造裝置，其具有一個反應容器(1)、至少一個反應氣體輸入裝置(2)和至少一個反應液體輸入裝置(3)，設有壓力單元，借助壓力單元能調節(jié)反應容器(1)中的壓力，設有用于調節(jié)反應容器(1)中的溫度的調溫裝置，在反應容器(1)上連接具有排出管接頭(4)和排出噴嘴(7)的組合體，所述排出噴嘴(7)具有流動通道(9)，能在反應容器(1)中產生的氣體籠形物通過排出噴嘴(7)的流動通道(9)能被擠壓出反應容器(1)，所述流動通道(9)從入口(10)向擠壓出口(11)連續(xù)變細并且旋轉對稱地構造，并且流動通道壁構造成S曲線形的。
文檔編號C10L3/10GK102527295SQ20111029579
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權日2010年9月28日
發(fā)明者B·邦索 申請人:雷托·梅貝斯