一种天然气水合物制备装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种天然气水合物制备装置，特别适用于利用喷雾法快速制备天然气水合物的领域。
【背景技术】
[0002]天然气水合物是水和天然气在高压低温下形成的结晶化合物，因为具有很强的吸附(浓缩)气体的能力，所以人们一直尝试用天然气水合物的形式进行天然气的储存和运输。水合物快速生成技术不仅仅是储存和运输的前提，而且是水合物应用技术的基础，从工业化应用的角度来看，现阶段制备天然气水合物的反应釜主要有三种方式，分别为搅拌法、喷雾法和鼓泡法，其中又以喷雾法最为常见。喷雾法即通过水的雾化(借助于传统喷嘴)可以极大地增加气水接触面积，提高了水合物的生成速率，但是存在水合反应热无法及时排出，扰动不强等问题，制约了产量的进一步提高，所以喷雾法制备天然气水合物存在一定的问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型是为针对喷雾法制备天然气时水合反应热无法及时排出、扰动低和气固分离不佳的情况，设计的一种新型天然气水合物制备装置。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]本实用新型是一种天然气水合物制备装置，主要由流体导管、喷嘴、喷嘴固定盘、异型管、螺旋弯管、顶盖法兰盘、顶盖、排出弯管、弯管法兰盘、溢流管、冷却液出口、内圆筒、冷却液壳、内圆锥筒、锥筒下法兰盘、水合物排出管、水合物收集容器、冷却液进口、锥筒上法兰盘和可视窗口组成。所述位于进口端的流体导管与喷嘴相连，喷嘴在喷嘴固定盘上以螺纹固定同时喷嘴固定盘连接在异型管上，异形导管又与内圆筒上部的螺旋进管相连接，以上几部分共同构成流体的进入反应器初步混合端;螺旋进管与内圆筒上部刚性相连为一整体，内圆筒下部与内圆锥筒上部相连。内圆锥体底部通过锥壳下法兰盘与水合物收集器连接，收集器的底部接一水合物排出管；同时，内圆筒中部至内圆锥筒底部外部有冷却外壳，内圆筒与冷却外壳之间通过锥壳上法兰盘相连;溢流管由顶盖固定在内圆筒上，顶盖与内圆筒通过顶盖法兰盘连接;溢流管上端以弯管法兰盘与排出弯管连接。内圆筒和冷却液壳上有透明可视窗口。
[0006]本实用新型的有益效果是:提高了用喷雾法制备天然气水合物的速率，同时，结构简单，内部没有运动部件，占地面积小，安装方便，运行费用低，使用灵活，处理工艺简单，运行参数确定后可长期稳定运行，社会效益和经济效益明显。
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的结构轴侧示意图。
[0008]图2是图1的结构俯视示意图。
[0009]图3是图1的结构局部剖视示意图。
[0010]图4是喷嘴端的局部放大剖视图
[0011 ]图中:1.流体导管，2.喷嘴，3喷嘴固定盘，4.异型管，5.螺旋弯管，6.顶盖法兰盘，
7.顶盖，8.排出弯管，9.弯管法兰盘，10，溢流管，11.冷却液出口，12.内圆筒，13.冷却液壳，14.内圆锥筒，15.锥筒下法兰盘，16.水合物排出管，17.水合物收集容器，18.冷却液进口，19.锥筒上法兰盘，20.可视窗口
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0013]如图1，图2，图3，图4所示，本实用新型一种天然气水合物制备装置，主要由1.流体导管，2.喷嘴，3喷嘴固定盘，4.异型管，5.螺旋弯管，6.顶盖法兰盘，7.顶盖，8.排出弯管，9.弯管法兰盘，10，溢流管，11.冷却液出口，12.内圆筒，13.冷却液壳，14.内圆锥筒，15.锥筒下法兰盘，16.水合物排出管，17.水合物收集容器，18.冷却液进口，19.锥筒上法兰盘，20.可视窗口组成。进口端共有四个流体导管I和喷嘴2，天然气与水的分别从任意两个流体导管I进入，然后由喷嘴2同时喷出形成雾状，共同进入异型管4和螺旋弯管5。在螺旋弯管5里面螺旋运动初步混合后，进入内圆筒12后再形成外螺旋向下运动充分混合进行水合反应。生成的水合物由于质量较大，在离心力的作用下被抛到内圆筒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，再从水合物排出管16排出。初步剩余未反应的做外螺旋运动的气相到达内圆锥筒14时，其切向速度逐渐提高，并由底向上以同样的螺旋方向形成内旋流，在此过程中也同时进行着水合反应，当上升到溢流管10时再通过溢流管10、排出弯管8排出。其中，冷却液通过冷却液壳13下部的冷却液进口 18进入，然后吸收生成水合物放出的热量，吸收完后再通过冷却液壳13上部的冷却液出口 11排出，内圆锥筒14、内圆筒12、冷却液壳13、冷却液出口 11和冷却液进口 18组成的冷却循环装置，使反应热能够有效排出系统，同时反应制备过程可通过可视窗口 20观察其反应过程。整个过程完成了天然气水合物从生成到分离的工艺过程，过程中外螺旋增强了传质，冷却循环保证了传热，且收取反应物时无需增添多余操作来分离。
【主权项】
1.一种天然气水合物制备装置，主要由流体导管(I)、喷嘴(2)、喷嘴固定盘(3)、异型管(4)、螺旋弯管(5)、顶盖法兰盘(6)、顶盖(7)、排出弯管(8)、弯管法兰盘(9)、溢流管(10)、冷却液出口(11)、内圆筒(12)、冷却液壳(13)、内圆锥筒(14)、锥筒下法兰盘(15)、水合物排出管(16)、水合物收集容器(17)、冷却液进口(18)、锥筒上法兰盘(19)、可视窗口(20)组成，其特征在于:进口端的流体导管(I)与喷嘴(2)相连，喷嘴(2)在喷嘴固定盘(3)上以螺纹固定同时喷嘴固定盘(3)连接在异型管(4)上，异型管(4)又与内圆筒(12)上部的螺旋弯管(5)相连接，以上几部分共同构成流体的进入反应器初步混合端;螺旋弯管(5)与内圆筒(12)上部刚性相连为一整体，内圆筒(12)下部与内圆锥筒(14)上部相连；内圆锥筒(14)底部通过锥壳下法兰盘(15)与水合物收集容器(17)连接，水合物收集容器(17)的底部接一水合物排出管(16);同时，内圆筒(12)中部至内圆锥筒(14)底部外部有冷却液壳(13)，之间通过锥筒上法兰盘(19)相连;溢流管(10)由顶盖(7)固定在内圆筒(12)上，顶盖(7)与内圆筒(12)通过顶盖法兰盘(6)连接;溢流管(10)上端以弯管法兰盘(9)与排出弯管(8)连接，内圆筒(12)和冷却液壳(13)上有透明可视窗口( 20)。
【专利摘要】本实用新型涉及一种天然气水合物制备装置，主要由流体导管、喷嘴、喷嘴固定盘、异型管、螺旋弯管、顶盖法兰盘、顶盖、排出弯管、弯管法兰盘、溢流管、冷却液出口、内圆筒、冷却液壳、内圆锥筒、锥筒下法兰盘、水合物排出管、水合物收集容器、冷却液进口、锥筒上法兰盘、可视窗口组成。本实用新型因有内圆筒、内圆锥筒构成反应场所，使混合相在反应器内做螺旋运动充分混合，在筒段外有循环冷却液吸收反应热，生成的反应物在离心力和重力作用下进入水合物收集容器，未反应气体可通过溢流管排出反应器。整个过程完成了天然气水合物从生成到分离的工艺过程，过程中外螺旋增强了传质，冷却循环保证了传热，且收取反应物时无需增添多余操作来分离。
【IPC分类】C10L3/10
【公开号】CN205313484
【申请号】CN201620009468
【发明人】宋勇, 卢泽华, 王登飞, 刘芳, 蔡一丹, 彭玉霞, 刘秋月, 周超, 吴朦, 黄彤彤
【申请人】西南石油大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月6日