本發(fā)明涉及煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置及其方法。屬于煤層氣固化回收儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煤層氣瓦斯的主要成分甲烷是一種理想的氣體燃料，它無(wú)色無(wú)味，每立方米純甲烷的發(fā)熱量為34000kj，甲烷燃燒產(chǎn)物主要為二氧化碳和水，其燃燒所產(chǎn)生的污染，大體上只有石油的1/40，煤炭的1/800，是最現(xiàn)實(shí)可靠的潔凈、優(yōu)質(zhì)和安全能源。據(jù)能源部(energybusiness)報(bào)道，全球埋深淺于2000m的瓦斯資源約為2400×10¹²m³，中國(guó)瓦斯資源量估計(jì)為36.8×10¹²m³，居世界第三位，瓦斯可采資源量約為10×10¹²m³，但是由于我國(guó)大部分瓦斯氣井遠(yuǎn)離城市和大型工業(yè)區(qū)、分布不集中而且單井儲(chǔ)量有限，遠(yuǎn)距離輸送難度大，甲烷提純技術(shù)不夠成熟等特點(diǎn)，致使相當(dāng)一部分的抽采瓦斯直接排放到大氣層中，大大降低了煤礦企業(yè)抽采利用瓦斯的積極性，制約了我國(guó)瓦斯能源的利用率，2010-2015年中國(guó)抽采瓦斯利用率僅為40.91％-46.37％，6年間直接排放瓦斯共464億m³相當(dāng)于9408萬(wàn)噸煤。

甲烷是極強(qiáng)的溫室氣體，其溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍，對(duì)臭氧層的破壞能力是二氧化碳的7倍，大量的瓦斯直接排放不但造成了資源的浪費(fèi)，同時(shí)污染了大氣環(huán)境。違背《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃》提出的“深入貫徹節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境基本國(guó)策，節(jié)約能源，降低溫室氣體排放強(qiáng)度，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推廣低碳技術(shù)”和《煤層氣開(kāi)發(fā)利用“十二五”規(guī)劃》提出的“加大煤礦瓦斯抽采利用力度”等方針。因此，加強(qiáng)煤礦瓦斯儲(chǔ)運(yùn)綜合利用研究十分必要。

瓦斯氣體水合物是在一定溫度、壓力條件下由水(主體分子)與瓦斯氣體組分(客體分子)反應(yīng)生成的類冰的、非化學(xué)計(jì)量的籠形晶體化合物，具有ⅰ型、ⅱ型和h型三種晶體結(jié)構(gòu)，理想分子式分別為8m·46h2o、24m·136h2o、6m·34h2o(式中，m表示客體分子)，可用m·nh2o統(tǒng)一表示水合物結(jié)構(gòu)分子式(式中，n為水合指數(shù)，也是衡量水合物含氣率主要指標(biāo))。現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)瓦斯水合物具有生成條件溫和(0℃以上即可加壓合成)、含氣率高(1體積水合物可儲(chǔ)存164倍體積甲烷氣體)、儲(chǔ)存安全(常壓、-10～-15℃穩(wěn)定儲(chǔ)存)等特性，因此可通過(guò)將礦井瓦斯連續(xù)固化，以水合物形式實(shí)現(xiàn)安全儲(chǔ)存運(yùn)輸。

目前基于水合原理解決瓦斯問(wèn)題的研究工作，主要集中于瓦斯的水合固化分離與儲(chǔ)運(yùn)等方面，但由于缺少瓦斯水合物連續(xù)生產(chǎn)裝置與方法，使得瓦斯水合固化儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)未在工業(yè)生產(chǎn)中推廣，仍然滯留在實(shí)驗(yàn)室小試研究階段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的大部分瓦斯氣井遠(yuǎn)離城市和大型工業(yè)區(qū)分布不集中而且單井儲(chǔ)量有限，遠(yuǎn)距離輸送難度大，大量瓦斯氣直接排放造成的環(huán)境污染與資源浪費(fèi)的問(wèn)題?，F(xiàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的瓦斯水合固化基礎(chǔ)規(guī)律，設(shè)計(jì)了能夠?qū)崿F(xiàn)瓦斯水合物連續(xù)生產(chǎn)的煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置，并提出了煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化的方法，進(jìn)而為瓦斯水合固化儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的工業(yè)推廣奠定基礎(chǔ)。

煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置，它包括氣體輸送與壓力自動(dòng)控制裝置、高壓自動(dòng)輸水噴霧裝置、工控機(jī)、伺服高壓密封頂替裝置、輪盤(pán)彈夾式反應(yīng)器、夾套式高壓密封溫度箱和循環(huán)制冷劑控制器，

伺服高壓密封頂替裝置和輪盤(pán)彈夾式反應(yīng)器均位于夾套式高壓密封溫度箱內(nèi)，

氣體輸送與壓力自動(dòng)控制裝置，用于將瓦斯氣體以恒定的壓力輸送到夾套式高壓密封溫度箱中，

輪盤(pán)彈夾式反應(yīng)器包括煤層氣水合固化皿輪轂、22個(gè)煤層氣水合固化皿、重力開(kāi)閉式密封蓋和滑道密封輪盤(pán)，

滑道密封輪盤(pán)內(nèi)壁上開(kāi)有槽，滑道密封輪盤(pán)上開(kāi)有一個(gè)取樣端口，

每個(gè)煤層氣水合固化皿均包括一個(gè)圓臺(tái)和圓柱，圓柱位于圓臺(tái)上，圓臺(tái)和圓柱構(gòu)成一體件中空結(jié)構(gòu)，每個(gè)圓臺(tái)的底部設(shè)置有重力開(kāi)閉式密封蓋，重力開(kāi)閉式密封蓋與圓臺(tái)活動(dòng)連接，

煤層氣水合固化皿輪轂的中心固定連接22個(gè)煤層氣水合固化皿的圓臺(tái)，

煤層氣水合固化皿輪轂用于帶動(dòng)22個(gè)煤層氣水合固化皿的圓臺(tái)和22個(gè)重力開(kāi)閉式密封蓋在滑道密封輪盤(pán)的內(nèi)槽中沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，

重力開(kāi)閉式密封蓋在取樣端口處自動(dòng)開(kāi)啟，重力開(kāi)閉式密封蓋在取樣端口的下一皿位受滑道密封輪盤(pán)的內(nèi)槽擠壓自動(dòng)封閉，

滑道密封輪盤(pán)的開(kāi)口處為坡型平滑式，

高壓自動(dòng)輸水噴霧裝置，用于將水以霧狀形式噴射到煤層氣水合固化皿中，

工控機(jī)，用于為伺服高壓密封頂替裝置和煤層氣水合固化皿輪轂提供旋轉(zhuǎn)頻率指令，還用于為套式高壓密封溫度箱提供制冷溫度指令，

循環(huán)制冷劑控制器，用于為夾套式高壓密封溫度箱內(nèi)提供循環(huán)制冷劑，

伺服高壓密封頂替裝置，用于將運(yùn)動(dòng)到取樣端口處的煤層氣水合固化皿內(nèi)的瓦斯水合物自動(dòng)頂出。

根據(jù)煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置實(shí)現(xiàn)的煤層氣連續(xù)水合固化方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟一、將礦山抽采泵站總泵與煤層氣緩沖儲(chǔ)罐相連，開(kāi)啟高壓截止閥使瓦斯進(jìn)入煤層氣緩沖儲(chǔ)罐，利用靜音空氣壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)防爆氣體增壓泵，輸送氣體至氣體緩沖罐中，通過(guò)夾套式高壓密封溫度箱設(shè)定生產(chǎn)預(yù)冷溫度，待氣體緩沖罐中氣體降至所設(shè)定溫度時(shí)，通過(guò)氣體恒壓流量控制器以恒定的壓力使瓦斯氣體進(jìn)入夾套式高壓密封溫度箱中，實(shí)現(xiàn)對(duì)夾套式高壓密封溫度箱中煤層氣壓力的控制，

步驟二、配制1mol/l四氫呋喃與500mg/l十二烷基硫酸鈉的復(fù)配溶液置于水箱中，設(shè)定液體增壓泵的預(yù)冷溫度，利用高壓液體流量控制器將預(yù)冷后液體經(jīng)由高壓噴霧端的端口注入煤層氣水合固化皿中；

步驟三、工控機(jī)控制伺服高壓密封頂替裝置的旋轉(zhuǎn)頻率，伺服定頻旋轉(zhuǎn)控制器通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)動(dòng)力軸心使煤層氣水合固化皿輪轂旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)22個(gè)煤層氣水合固化皿在滑道密封輪盤(pán)的內(nèi)槽中沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)一號(hào)煤層氣水合固化皿運(yùn)動(dòng)至取樣端口的前一皿位時(shí)，伺服高壓密封頂替裝置中的第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)下落與一號(hào)煤層氣水合固化皿密封連接，然后已經(jīng)相連的第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)與一號(hào)煤層氣水合固化皿，同頻率移動(dòng)至取樣端口處，此時(shí)重力開(kāi)閉式密封蓋受重力作用自動(dòng)開(kāi)啟，第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)推出瓦斯水合物，使其進(jìn)入瓦斯水合物導(dǎo)管，在一號(hào)煤層氣水合固化皿旋轉(zhuǎn)至取樣端口處的同時(shí)，二號(hào)煤層氣水合固化皿旋轉(zhuǎn)至取樣端口的前一皿位，此時(shí)第二個(gè)頂替機(jī)構(gòu)下落與二號(hào)煤層氣水合固化皿密封連接，而后一號(hào)煤層氣水合固化皿運(yùn)動(dòng)至取樣端口處的下一皿位，第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)向上提起脫離于一號(hào)煤層氣水合固化皿的接觸，此時(shí)二號(hào)煤層氣水合固化皿與第二個(gè)頂替機(jī)構(gòu)同頻率移動(dòng)至取樣端口處重復(fù)第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)在取樣端口處的動(dòng)作，與此同時(shí)三號(hào)煤層氣水合固化皿旋轉(zhuǎn)至取樣端口的前一皿位與第三個(gè)頂替機(jī)構(gòu)重復(fù)該位置的作業(yè)，當(dāng)三號(hào)煤層氣水合固化皿旋轉(zhuǎn)與第三個(gè)頂替機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)至取樣端口處時(shí)，第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)至取樣端口的前一皿位與四號(hào)煤層氣水合固化皿密封相連，3個(gè)頂替機(jī)構(gòu)依次重復(fù)下落與22個(gè)煤層氣水合固化皿不斷重復(fù)作業(yè)，使瓦斯水合物連續(xù)生產(chǎn)進(jìn)入夾套式水合物冷藏罐中；

步驟四、瓦斯水合物在夾套式水合物冷藏罐中進(jìn)行過(guò)渡，將瓦斯水合物受波動(dòng)產(chǎn)生的氣體經(jīng)恒壓安全閥自動(dòng)排出，然后將瓦斯水合物注入罐式冷藏車進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)。

本發(fā)明的有益效果為：

瓦斯儲(chǔ)罐中的氣體利用靜音空氣壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)氣體增壓泵使氣體通過(guò)氣體恒壓流量控制器進(jìn)入氣體緩沖罐預(yù)冷，而后進(jìn)入夾套式高壓密封溫度箱，含有熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)的混合促進(jìn)劑通過(guò)高壓自動(dòng)輸水噴霧裝置進(jìn)入煤層氣水合固化皿，在滿足平衡條件下以霧化形式進(jìn)入，則增大了復(fù)配溶液與瓦斯氣體的接觸面積，加快了瓦斯氣體溶解于液相，促進(jìn)了瓦斯水合物的快速形成，

利用工控機(jī)設(shè)定輪盤(pán)彈夾式煤層氣固化裝置的旋轉(zhuǎn)周期，使瓦斯在霧化和低溫條件下，在每個(gè)煤層氣水合固化皿內(nèi)生成瓦斯水合物，當(dāng)煤層氣水合固化皿轉(zhuǎn)至取樣端口時(shí)，瓦斯水合物完全形成，伺服高壓密封頂替裝置與輪盤(pán)彈夾式煤層氣固化裝置基于左輪手槍擊發(fā)和彈藥自動(dòng)裝填原理，在待取煤層氣水合固化皿旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，伺服高壓密封頂替裝置中的三個(gè)頂替機(jī)構(gòu)連續(xù)下落分別與運(yùn)動(dòng)至取樣端口前一皿位的煤層氣水合固化皿密封連接，連接后的頂替機(jī)構(gòu)與煤層氣水合固化皿一同從取樣端口前一皿位旋轉(zhuǎn)至取樣端口處，在取樣端口處時(shí)，重力開(kāi)閉式密封蓋受重力作用自動(dòng)開(kāi)啟，頂替機(jī)構(gòu)推出瓦斯水合物，使其進(jìn)入瓦斯水合物導(dǎo)管，而后該固化皿移動(dòng)至瓦斯水合物取樣端的下一皿，當(dāng)該煤層氣水合固化皿隨輪盤(pán)彈夾式煤層氣固化裝置運(yùn)動(dòng)至溶液注入端，進(jìn)行液體補(bǔ)給，從而實(shí)現(xiàn)瓦斯水合物的循環(huán)連續(xù)生產(chǎn)。該裝置的瓦斯氣體和液體在低溫環(huán)境下在煤層氣水合固化皿中形成了連續(xù)的固態(tài)的瓦斯化合物，采用該裝置實(shí)現(xiàn)了氣液連續(xù)補(bǔ)給、固態(tài)的瓦斯化合物連續(xù)生成，實(shí)現(xiàn)了瓦斯氣體的連續(xù)固化生產(chǎn)與儲(chǔ)運(yùn)。

本裝置較好的克服了現(xiàn)今我國(guó)大部分瓦斯氣井遠(yuǎn)離城市和大型工業(yè)區(qū)、分布不集中而且單井儲(chǔ)量有限，遠(yuǎn)距離輸送難度大的特點(diǎn)，能將不同地理區(qū)域的瓦斯氣體進(jìn)行固化儲(chǔ)運(yùn)，降低了對(duì)環(huán)境的污染，提高了資源利用率，該設(shè)備具有可靠性強(qiáng)、成本低、適用范圍廣、控制方便，易于改造升級(jí)等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為具體實(shí)施方式一所述的煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置的原理示意圖；

圖2為圖1中22個(gè)煤層氣水合固化皿的位置圖；

圖3為煤層氣水合固化皿輪轂帶動(dòng)22個(gè)煤層氣水合固化皿在滑道密封輪盤(pán)的內(nèi)槽中運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為頂替機(jī)構(gòu)和煤層氣水合固化皿的以內(nèi)嵌唇式高壓密封結(jié)構(gòu)相連的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為伺服高壓密封頂替裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖2的a-a剖視圖；

圖7為22個(gè)煤層氣水合固化皿和重力開(kāi)閉式密封蓋的連接結(jié)構(gòu)圖；

圖8為重力開(kāi)閉式密封蓋在取樣端口處打開(kāi)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：參照?qǐng)D1至圖8具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置，它包括氣體輸送與壓力自動(dòng)控制裝置、高壓自動(dòng)輸水噴霧裝置、工控機(jī)7、伺服高壓密封頂替裝置6、輪盤(pán)彈夾式反應(yīng)器10、夾套式高壓密封溫度箱18和循環(huán)制冷劑控制器28，

伺服高壓密封頂替裝置6和輪盤(pán)彈夾式反應(yīng)器10均位于夾套式高壓密封溫度箱18內(nèi)，

氣體輸送與壓力自動(dòng)控制裝置，用于將瓦斯氣體以恒定的壓力輸送到夾套式高壓密封溫度箱18中，

輪盤(pán)彈夾式反應(yīng)器10包括煤層氣水合固化皿輪轂19、22個(gè)煤層氣水合固化皿22、重力開(kāi)閉式密封蓋23和滑道密封輪盤(pán)30，

滑道密封輪盤(pán)30內(nèi)壁上開(kāi)有槽，滑道密封輪盤(pán)30上開(kāi)有一個(gè)取樣端口20，

每個(gè)煤層氣水合固化皿22均包括一個(gè)圓臺(tái)和圓柱，圓柱位于圓臺(tái)上，圓臺(tái)和圓柱構(gòu)成一體件中空結(jié)構(gòu)，每個(gè)圓臺(tái)的底部設(shè)置有重力開(kāi)閉式密封蓋23，重力開(kāi)閉式密封蓋23與圓臺(tái)活動(dòng)連接，

煤層氣水合固化皿輪轂19的中心固定連接22個(gè)煤層氣水合固化皿22的圓臺(tái)，

煤層氣水合固化皿輪轂19用于帶動(dòng)22個(gè)煤層氣水合固化皿22的圓臺(tái)和22個(gè)重力開(kāi)閉式密封蓋23在滑道密封輪盤(pán)30的內(nèi)槽中沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，

重力開(kāi)閉式密封蓋23在取樣端口20處自動(dòng)開(kāi)啟，重力開(kāi)閉式密封蓋23在取樣端口20的下一皿位受滑道密封輪盤(pán)30的內(nèi)槽擠壓自動(dòng)封閉，

滑道密封輪盤(pán)30的開(kāi)口處為坡型平滑式，

高壓自動(dòng)輸水噴霧裝置，用于將水以霧狀形式噴射到煤層氣水合固化皿22中，

工控機(jī)7，用于為伺服高壓密封頂替裝置6和煤層氣水合固化皿輪轂19提供旋轉(zhuǎn)頻率指令，還用于為套式高壓密封溫度箱18提供制冷溫度指令，

循環(huán)制冷劑控制器28，用于為夾套式高壓密封溫度箱18內(nèi)提供循環(huán)制冷劑，

伺服高壓密封頂替裝置6，用于將運(yùn)動(dòng)到取樣端口20處的煤層氣水合固化皿22內(nèi)的瓦斯水合物自動(dòng)頂出。

本實(shí)施方式中，循環(huán)制冷劑控制器28，用于為夾套式高壓密封溫度箱18內(nèi)提供循環(huán)制冷劑；高壓自動(dòng)輸水噴霧裝置，用于將水以霧狀形式噴射到煤層氣水合固化皿22中；氣體輸送與壓力自動(dòng)控制裝置，用于將瓦斯氣體以恒定的壓力輸送到夾套式高壓密封溫度箱18中；從而使瓦斯氣體在霧氣和低溫環(huán)境下在到煤層氣水合固化皿22中不斷形成瓦斯水合物，待煤層氣水合固化皿轉(zhuǎn)至取樣端口時(shí)，固態(tài)的瓦斯水合物完全形成，伺服高壓密封頂替裝置6連續(xù)在取樣端口的前一皿位與煤層氣水合固化皿22密封連接，并一同移至取樣端口處，在取樣端口處重力開(kāi)閉式密封蓋23自動(dòng)開(kāi)啟，使瓦斯水合物掉落，煤層氣水合固化皿輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)和伺服高壓密封頂替裝置的連續(xù)動(dòng)作，從而使固態(tài)的瓦斯水合物連續(xù)生成。

具體實(shí)施方式二：參照?qǐng)D2、圖4和圖5具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，伺服高壓密封頂替裝置6包括3個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29和伺服旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24，

3個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29位于取樣端口20的正上方，3個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29連接在伺服旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的底端，伺服旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的頂端位于夾套式高壓密封溫度箱18的頂部，

伺服旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24，用于在工控機(jī)7的控制下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)3個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，

第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-1下落用于與取樣端口20的前一個(gè)一號(hào)煤層氣水合固化皿22-1密封連接，當(dāng)已經(jīng)相連的第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-1與一號(hào)煤層氣水合固化皿22-1同頻率移動(dòng)至取樣端口處時(shí)，二號(hào)煤層氣水合固化皿22-2旋轉(zhuǎn)至取樣端口20的前一個(gè)皿位，此時(shí)第二個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-2下落與二號(hào)煤層氣水合固化皿22-2密封連接，當(dāng)已經(jīng)相連的第二個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-2與二號(hào)煤層氣水合固化皿22-2同頻率移動(dòng)至取樣端口處時(shí)，三號(hào)煤層氣水合固化皿22-3旋轉(zhuǎn)至取樣端口20的前一個(gè)皿位，此時(shí)第三個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-3下落與三號(hào)煤層氣水合固化皿22-3密封連接，當(dāng)四號(hào)煤層氣水合固化皿22-4旋轉(zhuǎn)至取樣端口20的前一個(gè)皿位時(shí)，第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-1回到該位置與四號(hào)煤層氣水合固化皿22-4相連，

每個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29，用于與取樣端口20處的煤層氣水合固化皿22以內(nèi)嵌唇式高壓密封結(jié)構(gòu)相連，從而將該煤層氣水合固化皿22內(nèi)的瓦斯水合物擠出。

本實(shí)施方式中，每個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29與取樣端口的前一個(gè)皿位的煤層氣水合固化皿連接，然后同頻率運(yùn)動(dòng)至取樣端口處，重力開(kāi)閉式密封蓋23自動(dòng)開(kāi)啟，使固態(tài)的瓦斯水合物掉落。

具體實(shí)施方式三：參照?qǐng)D1和圖3具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，它還包括伺服定頻旋轉(zhuǎn)控制器12和轉(zhuǎn)盤(pán)動(dòng)力軸心21，

轉(zhuǎn)盤(pán)動(dòng)力軸心21的上表面的軸心為煤層氣水合固化皿輪轂19的中心，

伺服定頻旋轉(zhuǎn)控制器12通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)動(dòng)力軸心21驅(qū)動(dòng)煤層氣水合固化皿輪轂19旋轉(zhuǎn)。

本實(shí)施方式中，煤層氣水合固化皿輪轂19連接著22個(gè)煤層氣水合固化皿22，煤層氣水合固化皿輪轂19旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)22個(gè)煤層氣水合固化皿22在滑道密封輪盤(pán)30的內(nèi)槽中旋轉(zhuǎn)。

具體實(shí)施方式四：參照?qǐng)D1具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，氣體輸送與壓力自動(dòng)控制裝置包括靜音空氣壓縮機(jī)1、防爆氣體增壓泵2、氣體恒壓流量控制器3、高壓截止閥4、煤層氣緩沖儲(chǔ)罐5、氣體法蘭閥27和氣體緩沖罐33，

煤層氣緩沖儲(chǔ)罐5的一端在氣體法蘭閥27的開(kāi)啟下接入煤層氣抽采泵，由煤層氣抽采泵將瓦斯氣體泵入煤層氣緩沖儲(chǔ)罐5內(nèi)儲(chǔ)存，

利用靜音空氣壓縮機(jī)1驅(qū)動(dòng)防爆氣體增壓泵2，將煤層氣緩沖儲(chǔ)罐5內(nèi)儲(chǔ)存的瓦斯氣體在恒壓流量控制器3的恒壓控制下通過(guò)氣體緩沖罐33輸入到夾套式高壓密封溫度箱18內(nèi)。

本實(shí)施方式中，氣體恒壓流量控制器3可自動(dòng)保持夾套式高壓密封溫度箱18內(nèi)氣體壓力為所設(shè)定煤層氣固化反應(yīng)壓力，氣體恒壓流量控制器3由工控機(jī)7提供指令壓力，煤層氣緩沖儲(chǔ)罐5可與煤層氣抽采泵站直接相連，極限耐壓100mpa，可實(shí)時(shí)顯示罐內(nèi)壓力，設(shè)有安全卸荷閥，設(shè)有氣體緩沖罐33，進(jìn)氣端進(jìn)入氣體經(jīng)過(guò)煤層氣緩沖儲(chǔ)罐33預(yù)冷后再進(jìn)入夾套式高壓密封溫度箱18內(nèi)，煤層氣緩沖儲(chǔ)罐33的截止閥由氣體恒壓流量控制器3控制。

具體實(shí)施方式五：參照?qǐng)D1具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，高壓自動(dòng)輸水噴霧裝置還包括高壓液體流量控制器13、液體增壓泵14、水箱15和截止閥16，

水箱15中的水通過(guò)截止閥16流入液體增壓泵14中，由液體增壓泵14提供水壓力，同時(shí)對(duì)流經(jīng)液體進(jìn)行預(yù)冷，然后由高壓液體流量控制器13控制高壓噴霧端31的水壓力和進(jìn)水量，高壓噴霧端31的端口與煤層氣水合固化皿22的器皿口相對(duì)應(yīng)。

本實(shí)施方式中，高壓自動(dòng)輸水噴霧裝置中的截止閥16可以控制水箱15的總供水量，由液體增壓泵14提供水壓力，同時(shí)可對(duì)流經(jīng)液體進(jìn)行預(yù)冷，由高壓液體流量控制器13控制噴霧端水壓力和進(jìn)水量，高壓噴霧端31能控制篩孔大小，改變霧化液滴大小，其中液體為水合物形成促進(jìn)劑溶液。

具體實(shí)施方式六：參照?qǐng)D1具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一、四或五所述的煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，它還包括溫度傳感器8和壓力傳感器9，

溫度傳感器8和壓力傳感器9，用于分別監(jiān)測(cè)夾套式高壓密封溫度箱18內(nèi)的溫度信號(hào)和壓力信號(hào)傳給工控機(jī)7，由工控機(jī)7控制氣體恒壓流量控制器3的壓力、高壓液體流量控制器13的流量、設(shè)定伺服定頻旋轉(zhuǎn)控制器12的旋轉(zhuǎn)頻率與伺服頂替結(jié)構(gòu)29的下落速度。

本實(shí)施方式中，工控機(jī)7能夠?qū)崟r(shí)采集自動(dòng)存儲(chǔ)溫度傳感器8與壓力傳感器9所測(cè)試數(shù)據(jù)，并自動(dòng)形成實(shí)時(shí)曲線，可以通過(guò)工控機(jī)7組態(tài)軟件控制氣體恒壓流量控制器3和高壓液體流量控制器13的流量，控制設(shè)定伺服定頻旋轉(zhuǎn)控制器12與伺服頂替結(jié)構(gòu)29的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率與速度。

具體實(shí)施方式七：參照?qǐng)D1具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，它還包括瓦斯水合物導(dǎo)管32、氣體法蘭閥25、恒壓安全閥17、夾套式水合物冷藏罐11和罐式冷藏車26，

取樣端口20通過(guò)瓦斯水合物導(dǎo)管32與夾套式水合物冷藏罐11連接，在瓦斯水合物導(dǎo)管32上設(shè)置有氣體法蘭閥25，

恒壓安全閥17為單向閥門(mén)，用于控制夾套式水合物冷藏罐11內(nèi)壓力，壓力超過(guò)1bar即開(kāi)啟泄壓，

夾套式水合物冷藏罐11，能夠使罐內(nèi)溫度保持在-15℃，且?jiàn)A套式水合物冷藏罐11的罐口與罐式冷藏車26密封連接，冷藏罐11的罐口設(shè)置可控制閥門(mén)，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入罐式冷藏車26的水合物量進(jìn)行控制。

本實(shí)施方式中，瓦斯水合物取樣端口20與夾套式水合物冷藏罐11依靠瓦斯水合物導(dǎo)管32相連，氣體法蘭閥25在更換夾套式水合物冷藏罐11時(shí)使用，恒壓安全閥17控制夾套式水合物冷藏罐11內(nèi)壓力，壓力超過(guò)1bar即開(kāi)啟泄壓，夾套式水合物冷藏罐11，可使罐內(nèi)溫度保持在-15℃，可與罐式冷藏車26相連接。

具體實(shí)施方式八：參照?qǐng)D1具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)施方式中，夾套式高壓密封溫度箱18為密封耐高壓結(jié)構(gòu)，控溫精度為±0.1℃，循環(huán)制冷劑控制器28中的循環(huán)制冷劑為乙二醇。

具體實(shí)施方式九：參照?qǐng)D1至圖8具體說(shuō)明本實(shí)施方式，根據(jù)具體實(shí)施方式一至八中任一項(xiàng)所述的煤層氣連續(xù)水合固化與儲(chǔ)運(yùn)一體化裝置實(shí)現(xiàn)的煤層氣連續(xù)水合固化方法，本實(shí)施方式中，所述方法包括以下步驟：

步驟一、將礦山抽采泵站總泵與煤層氣緩沖儲(chǔ)罐5相連，開(kāi)啟高壓截止閥27使瓦斯進(jìn)入煤層氣緩沖儲(chǔ)罐5，利用靜音空氣壓縮機(jī)1驅(qū)動(dòng)防爆氣體增壓泵2，輸送氣體至氣體緩沖罐33中，通過(guò)夾套式高壓密封溫度箱18設(shè)定生產(chǎn)預(yù)冷溫度，待氣體緩沖罐33中氣體降至所設(shè)定溫度時(shí)，通過(guò)氣體恒壓流量控制器3以恒定的壓力使瓦斯氣體進(jìn)入夾套式高壓密封溫度箱18中，實(shí)現(xiàn)對(duì)夾套式高壓密封溫度箱18中煤層氣壓力的控制，

步驟二、配制1mol/l四氫呋喃與500mg/l十二烷基硫酸鈉的復(fù)配溶液置于水箱15中，設(shè)定液體增壓泵14的預(yù)冷溫度，利用高壓液體流量控制器13將預(yù)冷后液體經(jīng)由高壓噴霧端31的端口注入煤層氣水合固化皿22中；

步驟三、工控機(jī)7控制伺服高壓密封頂替裝置6的旋轉(zhuǎn)頻率，伺服定頻旋轉(zhuǎn)控制器12通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)動(dòng)力軸心21使煤層氣水合固化皿輪轂19旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)22個(gè)煤層氣水合固化皿22在滑道密封輪盤(pán)30的內(nèi)槽中沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)一號(hào)煤層氣水合固化皿22-1運(yùn)動(dòng)至取樣端口20的前一皿位時(shí)，伺服高壓密封頂替裝置6中的第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-1下落與一號(hào)煤層氣水合固化皿22-1密封連接，然后已經(jīng)相連的第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-1與一號(hào)煤層氣水合固化皿22-1，同頻率移動(dòng)至取樣端口處，此時(shí)重力開(kāi)閉式密封蓋23受重力作用自動(dòng)開(kāi)啟，第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-1推出瓦斯水合物，使其進(jìn)入瓦斯水合物導(dǎo)管32，在一號(hào)煤層氣水合固化皿22-1旋轉(zhuǎn)至取樣端口20處的同時(shí)，二號(hào)煤層氣水合固化皿22-2旋轉(zhuǎn)至取樣端口20的前一皿位，此時(shí)第二個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-2下落與二號(hào)煤層氣水合固化皿22-2密封連接，而后一號(hào)煤層氣水合固化皿22-1運(yùn)動(dòng)至取樣端口20處的下一皿位，第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-1向上提起脫離于一號(hào)煤層氣水合固化皿22-1的接觸，此時(shí)二號(hào)煤層氣水合固化皿22-2與第二個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-2同頻率移動(dòng)至取樣端口處重復(fù)第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-1在取樣端口20處的動(dòng)作，與此同時(shí)三號(hào)煤層氣水合固化皿22-3旋轉(zhuǎn)至取樣端口20的前一皿位與第三個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-3重復(fù)該位置的作業(yè)，當(dāng)三號(hào)煤層氣水合固化皿22-3旋轉(zhuǎn)與第三個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-3運(yùn)動(dòng)至取樣端口20處時(shí)，第一個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29-1旋轉(zhuǎn)至取樣端口20的前一皿位與四號(hào)煤層氣水合固化皿22-4密封相連，3個(gè)頂替機(jī)構(gòu)29依次重復(fù)下落與22個(gè)煤層氣水合固化皿不斷重復(fù)作業(yè)，使瓦斯水合物連續(xù)生產(chǎn)進(jìn)入夾套式水合物冷藏罐11中；

步驟四、瓦斯水合物在夾套式水合物冷藏罐11中進(jìn)行過(guò)渡，將瓦斯水合物受波動(dòng)產(chǎn)生的氣體經(jīng)恒壓安全閥17自動(dòng)排出，然后將瓦斯水合物注入罐式冷藏車26進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)。

工作原理：

首先對(duì)整個(gè)裝置的氣密性及各單元的功能性進(jìn)行檢測(cè)，確定待測(cè)試完好后裝置才可以進(jìn)行使用；配制最優(yōu)濃度的促進(jìn)劑復(fù)配溶液置于水箱15中，調(diào)整液體增壓泵14、高壓液體流量控制器13等裝置設(shè)定預(yù)冷溫度與流量，利用氣體恒壓流量控制器3設(shè)定氣體流量，并通過(guò)夾套式高壓密封溫度箱18設(shè)定氣體預(yù)冷溫度；開(kāi)啟氣體增壓系統(tǒng)，使瓦斯氣體進(jìn)入煤層氣緩沖儲(chǔ)罐5，待氣體溫度達(dá)到設(shè)定溫度使其進(jìn)入夾套式高壓密封溫度箱，待夾套式高壓密封溫度箱內(nèi)氣體壓力達(dá)到生產(chǎn)壓力，開(kāi)啟高壓自動(dòng)輸水噴霧裝置，使溶液進(jìn)入煤層氣水合固化皿22，利用工控機(jī)設(shè)定輪盤(pán)彈夾式反應(yīng)器10、伺服定頻旋轉(zhuǎn)控制器12、伺服旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)24的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率和伺服頂替結(jié)構(gòu)29的下落速度；伺服頂替結(jié)構(gòu)29中的三個(gè)頂替機(jī)構(gòu)依次連續(xù)下落到取樣端口的前一皿位，與取樣端口的前一皿位處的煤層氣水合固化皿22連接，連接后的煤層氣水合固化皿22與頂替機(jī)構(gòu)同頻率旋轉(zhuǎn)至取樣端口處，在取樣端口處，重力開(kāi)閉式密封蓋自動(dòng)開(kāi)啟，使煤層氣水合固化皿內(nèi)生成的固態(tài)瓦斯水合物下落進(jìn)入瓦斯水合物導(dǎo)管32；頂替機(jī)構(gòu)與煤層氣水合固化皿連續(xù)接合，并在到達(dá)取樣端口處連續(xù)上述動(dòng)作，使瓦斯水合物連續(xù)生產(chǎn)進(jìn)入夾套式水合物冷藏罐中，在夾套式水合物冷藏罐中進(jìn)行過(guò)渡，將瓦斯水合物受波動(dòng)產(chǎn)生的氣體排出，然后將瓦斯水合物注入罐式冷藏車，根據(jù)應(yīng)用目的進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)。