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天然氣水合物的合成裝置與方法與流程

文檔序號(hào):11935814閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種天然氣水合物的合成裝置,其特征在于,該裝置包括:

發(fā)電單元,高壓管網(wǎng)輸送的高壓天然氣通入所述發(fā)電單元;

水合物合成單元,其包括:

反應(yīng)器,天然氣和水媒通過直接接觸能夠在其內(nèi)合成天然氣水合物;

其中,所述發(fā)電單元的膨脹機(jī)與所述反應(yīng)器相連接,用于供給所述反應(yīng)器具有設(shè)定的溫度、壓力和流量的天然氣;

其中,所述反應(yīng)器連接有水源供給組件,用于供給所述反應(yīng)器具有設(shè)定的溫度和壓力的水媒;

冷能回收單元,其設(shè)于所述反應(yīng)器的下游,用于對(duì)參與但未合成天然氣水合物的天然氣的冷能進(jìn)行回收。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物的合成裝置,其特征在于,所述水源供給組件包括噴頭和增壓泵,水箱中的水媒經(jīng)增壓泵增壓后經(jīng)噴頭進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天然氣水合物的合成裝置,其特征在于,所述冷能回收單元包括變頻制冷機(jī)組以及所述水箱,所述水箱的水媒在增壓泵的作用下流經(jīng)所述變頻制冷機(jī)組后送至所述噴頭。

4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的天然氣水合物的合成裝置,其特征在于,還包括控制部,所述控制部與所述發(fā)電單元、所述水合物合成單元以及所述冷能回收單元分別電連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天然氣水合物的合成裝置,其特征在于,所述控制部與能夠采集所述反應(yīng)器內(nèi)的天然氣的溫度和壓力的第一溫度傳感器和壓力傳感器分別相連接,用于獲取反應(yīng)器內(nèi)的天然氣的溫度和壓力信號(hào);并且基于該溫度和壓力信號(hào),所述控制部與所述發(fā)電單元的勵(lì)磁發(fā)電機(jī)相連接,所述控制部用于通過調(diào)節(jié)所述勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流來改變所述膨脹機(jī)的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而改變進(jìn)入所述反應(yīng)器的天然氣的溫度、壓力和流量;以及

所述控制部還與所述冷能回收單元的變頻制冷機(jī)組、能夠采集所述變頻制冷機(jī)組出口的水媒的溫度的第二溫度傳感器以及所述水源供給組件的增壓泵分別相連接;

其中,根據(jù)所述控制器設(shè)定的所述變頻制冷機(jī)組出口的天然氣的溫度,通過調(diào)節(jié)所述變頻制冷機(jī)組的工作頻率,來改變所述變頻制冷機(jī)組出口的天然氣的溫度;在能夠使得該天然氣的溫度達(dá)標(biāo)的前提下,所述變頻制冷機(jī)組將天然氣自身的冷量回收,并用于冷卻流經(jīng)所述變頻制冷機(jī)組的水媒;

其中,基于所述第二溫度器檢測(cè)到的所述變頻制冷機(jī)組出口的水媒的溫度,所述控制器用于通過調(diào)節(jié)所述增壓泵的電頻率,在保證水媒的壓力達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上,通過改變水媒的流量來使得進(jìn)入所述反應(yīng)器的水媒的溫度達(dá)標(biāo)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天然氣水合物的合成裝置,其特征在于,所述勵(lì)磁發(fā)電機(jī)與變頻制冷機(jī)組相連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天然氣水合物的合成裝置,其特征在于,所述變頻制冷機(jī)組的下游設(shè)有干燥器,為合成天然氣水合物的天然氣經(jīng)所述干燥器通往低壓管網(wǎng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的天然氣水合物的合成裝置,其特征在于,所述干燥機(jī)連接至所述水箱。

9.一種天然氣水合物的合成方法,其特征在于,該方法包括:

發(fā)電步驟:一定流量的高壓天然氣進(jìn)入膨脹機(jī)后,與膨脹機(jī)相連接的勵(lì)磁發(fā)電機(jī)將來自高壓管網(wǎng)的高壓天然氣自身所具有的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?/p>

水合物合成步驟:具有設(shè)定的溫度、壓力和流量的天然氣以及具有設(shè)定的溫度和壓力的水媒在反應(yīng)器內(nèi)通過直接接觸方式合成天然氣水合物;以及

冷能回收步驟:變頻制冷機(jī)組將未合成天然氣水合物的天然氣的自身冷能回收,并將回收的冷能能夠使得所述水合物合成步驟中的水媒降溫。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天然氣水合物的合成方法,其特征在于,還包括參數(shù)調(diào)整步驟,所述參數(shù)調(diào)整步驟具體為:

通過調(diào)節(jié)所述勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流,控制進(jìn)入反應(yīng)器的天然氣的壓力、溫度和流量;

通過調(diào)節(jié)所述變頻制冷機(jī)組的工作頻率,在保證變頻制冷機(jī)組出口的天然氣的溫度達(dá)標(biāo)的前提下,回收參與但未合成天然氣合成物的天然氣自身具有的冷能,并使用回收的冷能來改變變頻制冷機(jī)組出口的水媒的溫度;以及

通過調(diào)節(jié)增壓泵的電頻率,在保證水媒的壓力達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上,通過改變水媒的流量來使得進(jìn)入所述反應(yīng)器的水媒的溫度達(dá)標(biāo)。

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