一种合成天然气水合物实验装置的制作方法

本实用新型涉及天然气领域的一种合成天然气水合物实验装置。

背景技术：

天然气水合物被认为是21世纪最理想的替代能源之一。天然气水合物是天然气在低温高压的条件下形成的一种外观像冰但晶体结构和冰不同的笼型化合物。根据有关文献记载，天然气水合物所含有的有机碳总量是目前已知煤、石油、天然气总和的两倍。为了h提高天然气水合物的合成效率，能快速制得天然气水合物；目前最有效的天然气水合物实验制备方法是利用磁力搅拌装置。通过磁力搅拌装置可以调节搅拌时的转速来促进水和气体的接触，在反应釜内可以根据传感器监测温度和压力变化情况，通过计算机采集系统能清楚的显示高压反应釜内的温度和压力。人工合成天然气水合物一般作为实验研究，对于工业化生产还处在研究阶段，作为工程技术尚未取得成功，所以对于天然气水合物的人工快速合成有必要进行深入研究。

技术实现要素：

本实用新型目的是为了合成天然气水合物，提供了一种合成天然气水合物实验装置，使用方便快捷，反应迅速，能快速制得天然气水合物。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型一种合成天然气水合物实验装置，主要由甲烷贮罐、气体流量计、高压泵、氯化钠贮罐、液体流量计、高压反应釜、磁力搅拌器、压力表、温度表、干燥器、计算机采集系统、壳体、夹套、搅拌叶片、轴承、内盘管、上封头开关、混合物入口、压力传感器、温度传感器、搅拌轴、气体出口和上封头组成。所述甲烷贮罐依次与气体流量计和高压泵相连；氯化钠贮罐与液体流量计相连；高压反应釜放于磁力搅拌器上部。高压反应釜内左部设有内盘管、上封头开关、混合物入口、压力传感器和温度传感器；有部设有气体出口和上封头；中部设有轴承和搅拌轴；内盘管采用螺旋形设计，用于加热高压反应釜内的甲烷气体；搅拌叶片共设有十个叶片且采用对称式设计。在高压反应釜的外部设有夹套，用于使高压反应釜内的温度不易散失；上封头开关开启并取下搅拌轴顶部的固定端后可将上封头打开，取出水合物固体。本实用新型使用方便快捷，能够快速制得水合物。

本实用新型的优点：使用方便快捷，反应迅速，能准确的监测高压反应釜内的温度和压力，能快速制得天然气水合物。

附图说明

图1是本实用新型一种合成天然气水合物实验装置的流程示意图。

图2是图1中高压反应釜的结构示意图。

图中：1.甲烷贮罐，2.气体流量计，3.高压泵，4.氯化钠贮罐，5.液体流量计，6.高压反应釜，7.磁力搅拌器，8.压力表，9.温度表，10.干燥器，11.计算机采集系统，12.壳体，13.夹套，14.搅拌叶片，15.轴承，16.内盘管，17.上封头开关，18.混合物入口，19.压力传感器，20.温度传感器，21.搅拌轴，22.气体出口，23.上封头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型一种合成天然气水合物实验装置，主要由甲烷贮罐1、气体流量计2、高压泵3、氯化钠贮罐4、液体流量计5、高压反应釜6、磁力搅拌器7、压力表8、温度表9、干燥器10、计算机采集系统11、壳体12、夹套13、搅拌叶片14、轴承15、内盘管16、上封头开关17、混合物入口18、压力传感器19、温度传感器20、搅拌轴21、气体出口22和上封头23组成。所述甲烷贮罐1依次与气体流量计2和高压泵3相连；氯化钠贮罐4与液体流量计5相连；高压反应釜6放于磁力搅拌器7上部。

如图1、图2所示，天然气水合物具体合成过程为：甲烷从甲烷贮罐1出来后通过气体流量计2计量和高压泵3加压，同时氯化钠液体从氯化钠贮罐4出来经过液体流量计5计量后与加压后的甲烷气体一起从混合物入口18进入高压反应釜6；当甲烷和氯化钠溶液都进入高压反应釜6后开启磁力搅拌器7，使高压反应釜6内的搅拌轴21带动搅拌叶片14进行旋转，同时内盘管16内通入冷气体进行换热，使高压反应釜6内形成低温高压的环境，在这种环境下有搅拌叶片14进行混合可加快天然气水合物的生成。在整个合成过程中位于上封头23左侧的压力传感器19和温度传感器20通过线路连接到计算机采集系统11进行采集数据，可监测在整个合成过程中高压反应釜6内的温度和压力的变化情况。当合成反应结束后打开气体出口22，使剩余的甲烷气体从气体出口22排出，排出的气体经过干燥器10干燥后返回甲烷贮罐1进行重新利用；当高压反应釜6内的压力和温度趋于正常值后打开搅拌轴21上端的固定端，可打开上封头开关17使上封头23往上翻动后可取出合成的天然气水合物，即天然气水合物合成过程结束。