一種天然氣水合物制備裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種天然氣水合物制備裝置，特別適用于利用噴霧法快速制備天然氣水合物的領域。
【背景技術】
[0002]天然氣水合物是水和天然氣在高壓低溫下形成的結晶化合物，因為具有很強的吸附(濃縮)氣體的能力，所以人們一直嘗試用天然氣水合物的形式進行天然氣的儲存和運輸。水合物快速生成技術不僅僅是儲存和運輸的前提，而且是水合物應用技術的基礎，從工業(yè)化應用的角度來看，現階段制備天然氣水合物的反應釜主要有三種方式，分別為攪拌法、噴霧法和鼓泡法，其中又以噴霧法最為常見。噴霧法即通過水的霧化(借助于傳統(tǒng)噴嘴)可以極大地增加氣水接觸面積，提高了水合物的生成速率，但是存在水合反應熱無法及時排出，擾動不強等問題，制約了產量的進一步提高，所以噴霧法制備天然氣水合物存在一定的問題。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型是為針對噴霧法制備天然氣時水合反應熱無法及時排出、擾動低和氣固分離不佳的情況，設計的一種新型天然氣水合物制備裝置。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]本實用新型是一種天然氣水合物制備裝置，主要由流體導管、噴嘴、噴嘴固定盤、異型管、螺旋彎管、頂蓋法蘭盤、頂蓋、排出彎管、彎管法蘭盤、溢流管、冷卻液出口、內圓筒、冷卻液殼、內圓錐筒、錐筒下法蘭盤、水合物排出管、水合物收集容器、冷卻液進口、錐筒上法蘭盤和可視窗口組成。所述位于進口端的流體導管與噴嘴相連，噴嘴在噴嘴固定盤上以螺紋固定同時噴嘴固定盤連接在異型管上，異形導管又與內圓筒上部的螺旋進管相連接，以上幾部分共同構成流體的進入反應器初步混合端;螺旋進管與內圓筒上部剛性相連為一整體，內圓筒下部與內圓錐筒上部相連。內圓錐體底部通過錐殼下法蘭盤與水合物收集器連接，收集器的底部接一水合物排出管；同時，內圓筒中部至內圓錐筒底部外部有冷卻外殼，內圓筒與冷卻外殼之間通過錐殼上法蘭盤相連;溢流管由頂蓋固定在內圓筒上，頂蓋與內圓筒通過頂蓋法蘭盤連接;溢流管上端以彎管法蘭盤與排出彎管連接。內圓筒和冷卻液殼上有透明可視窗口。
[0006]本實用新型的有益效果是:提高了用噴霧法制備天然氣水合物的速率，同時，結構簡單，內部沒有運動部件，占地面積小，安裝方便，運行費用低，使用靈活，處理工藝簡單，運行參數確定后可長期穩(wěn)定運行，社會效益和經濟效益明顯。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型的結構軸側示意圖。
[0008]圖2是圖1的結構俯視示意圖。
[0009]圖3是圖1的結構局部剖視示意圖。
[0010]圖4是噴嘴端的局部放大剖視圖
[0011 ]圖中:1.流體導管，2.噴嘴，3噴嘴固定盤，4.異型管，5.螺旋彎管，6.頂蓋法蘭盤，
7.頂蓋，8.排出彎管，9.彎管法蘭盤，10，溢流管，11.冷卻液出口，12.內圓筒，13.冷卻液殼，14.內圓錐筒，15.錐筒下法蘭盤，16.水合物排出管，17.水合物收集容器，18.冷卻液進口，19.錐筒上法蘭盤，20.可視窗口
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0013]如圖1，圖2，圖3，圖4所示，本實用新型一種天然氣水合物制備裝置，主要由1.流體導管，2.噴嘴，3噴嘴固定盤，4.異型管，5.螺旋彎管，6.頂蓋法蘭盤，7.頂蓋，8.排出彎管，9.彎管法蘭盤，10，溢流管，11.冷卻液出口，12.內圓筒，13.冷卻液殼，14.內圓錐筒，15.錐筒下法蘭盤，16.水合物排出管，17.水合物收集容器，18.冷卻液進口，19.錐筒上法蘭盤，20.可視窗口組成。進口端共有四個流體導管I和噴嘴2，天然氣與水的分別從任意兩個流體導管I進入，然后由噴嘴2同時噴出形成霧狀，共同進入異型管4和螺旋彎管5。在螺旋彎管5里面螺旋運動初步混合后，進入內圓筒12后再形成外螺旋向下運動充分混合進行水合反應。生成的水合物由于質量較大，在離心力的作用下被拋到內圓筒12的筒壁并在重力作用下沿壁下滑，落入水合物收集容器17，再從水合物排出管16排出。初步剩余未反應的做外螺旋運動的氣相到達內圓錐筒14時，其切向速度逐漸提高，并由底向上以同樣的螺旋方向形成內旋流，在此過程中也同時進行著水合反應，當上升到溢流管10時再通過溢流管10、排出彎管8排出。其中，冷卻液通過冷卻液殼13下部的冷卻液進口 18進入，然后吸收生成水合物放出的熱量，吸收完后再通過冷卻液殼13上部的冷卻液出口 11排出，內圓錐筒14、內圓筒12、冷卻液殼13、冷卻液出口 11和冷卻液進口 18組成的冷卻循環(huán)裝置，使反應熱能夠有效排出系統(tǒng)，同時反應制備過程可通過可視窗口 20觀察其反應過程。整個過程完成了天然氣水合物從生成到分離的工藝過程，過程中外螺旋增強了傳質，冷卻循環(huán)保證了傳熱，且收取反應物時無需增添多余操作來分離。
【主權項】
1.一種天然氣水合物制備裝置，主要由流體導管(I)、噴嘴(2)、噴嘴固定盤(3)、異型管(4)、螺旋彎管(5)、頂蓋法蘭盤(6)、頂蓋(7)、排出彎管(8)、彎管法蘭盤(9)、溢流管(10)、冷卻液出口(11)、內圓筒(12)、冷卻液殼(13)、內圓錐筒(14)、錐筒下法蘭盤(15)、水合物排出管(16)、水合物收集容器(17)、冷卻液進口(18)、錐筒上法蘭盤(19)、可視窗口(20)組成，其特征在于:進口端的流體導管(I)與噴嘴(2)相連，噴嘴(2)在噴嘴固定盤(3)上以螺紋固定同時噴嘴固定盤(3)連接在異型管(4)上，異型管(4)又與內圓筒(12)上部的螺旋彎管(5)相連接，以上幾部分共同構成流體的進入反應器初步混合端;螺旋彎管(5)與內圓筒(12)上部剛性相連為一整體，內圓筒(12)下部與內圓錐筒(14)上部相連；內圓錐筒(14)底部通過錐殼下法蘭盤(15)與水合物收集容器(17)連接，水合物收集容器(17)的底部接一水合物排出管(16);同時，內圓筒(12)中部至內圓錐筒(14)底部外部有冷卻液殼(13)，之間通過錐筒上法蘭盤(19)相連;溢流管(10)由頂蓋(7)固定在內圓筒(12)上，頂蓋(7)與內圓筒(12)通過頂蓋法蘭盤(6)連接;溢流管(10)上端以彎管法蘭盤(9)與排出彎管(8)連接，內圓筒(12)和冷卻液殼(13)上有透明可視窗口( 20)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種天然氣水合物制備裝置，主要由流體導管、噴嘴、噴嘴固定盤、異型管、螺旋彎管、頂蓋法蘭盤、頂蓋、排出彎管、彎管法蘭盤、溢流管、冷卻液出口、內圓筒、冷卻液殼、內圓錐筒、錐筒下法蘭盤、水合物排出管、水合物收集容器、冷卻液進口、錐筒上法蘭盤、可視窗口組成。本實用新型因有內圓筒、內圓錐筒構成反應場所，使混合相在反應器內做螺旋運動充分混合，在筒段外有循環(huán)冷卻液吸收反應熱，生成的反應物在離心力和重力作用下進入水合物收集容器，未反應氣體可通過溢流管排出反應器。整個過程完成了天然氣水合物從生成到分離的工藝過程，過程中外螺旋增強了傳質，冷卻循環(huán)保證了傳熱，且收取反應物時無需增添多余操作來分離。
【IPC分類】C10L3/10
【公開號】CN205313484
【申請?zhí)枴緾N201620009468
【發(fā)明人】宋勇, 盧澤華, 王登飛, 劉芳, 蔡一丹, 彭玉霞, 劉秋月, 周超, 吳朦, 黃彤彤
【申請人】西南石油大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月6日