与溶液充分接触并反应，使瓦斯水合分离，压力传感器7实时监测可视反应釜12内的压力，并将压力发送给数据采集器10，经数据采集器10发送至工控机11，阵列式温度传感器9实时监测可视反应釜12内的温度，并将温度发送给数据采集器10，经数据采集器10发送至工控机11，从而实现对瓦斯水合反应过程中温度场特征变化实时监测。反应完毕后，关闭开气截止阀2和进气截止阀6。该装置满足了对瓦斯水合分离过程中的温度监测装置的需求。
[0039]可视反应釜12内的阵列式温度传感器9在水合分离过程中都在液面以下，从而实时监测温度变化，进气管线干路瓦斯储罐1、开气截止阀2、空气压缩机3、气体增压栗4、气体干燥筒5和进气截止阀与可视反应釜12顶端盖的供气孔14相连通，压力传感器7与进气干路相连通，压力传感器7与阵列式温度传感器9通过数据采集器10与工控机11相连接。
[0040]本装置的设计原理是:在将瓦斯储罐中的气体利用空气压缩机驱动气体增压栗使其通过进气干路由供气孔进入可视反应釜内，与可视反应釜内的中溶液充分接触，高低温控制器可提供水合反应环境温度。
[0041]【具体实施方式】二、本【具体实施方式】是对【具体实施方式】一所述的一种监测瓦斯水合反应过程中温度场特征变化的装置的进一步说明，本实施方式中，可视反应釜12的顶端设置有可视窗口 13。
[0042]本实施方式中，工作人员通过可视窗口 13观察可视反应釜12内的反应情况。
[0043]【具体实施方式】三、本【具体实施方式】是对【具体实施方式】二所述的一种监测瓦斯水合分离过程中温度场特征变化的装置的进一步说明，本实施方式中，溶液由动力学促进剂与热力学促进剂构成。
[0044]本实施方式中，资料显示动力学促进剂能够缩短水合物形成诱导期，提高瓦斯水合分离速率，热力学促进剂能够改善瓦斯水合分离温度压力条件，可使瓦斯水合分离过程在更加温和的条件下进行。
[0045]【具体实施方式】四、本【具体实施方式】是对【具体实施方式】三所述的一种监测瓦斯水合分离过程中温度场特征变化的装置的进一步说明，本实施方式中，阵列式温度传感器9呈3X 5阵列式排列，即阵列式温度传感器共分为上、中、下三层，每层为5个温度传感器，且阵列式温度传感器9的探针呈弯曲分布。
[0046]本实施方式中，该方式排列的温度传感器，监测效果最好。
[0047]【具体实施方式】五、【具体实施方式】所述的一种监测瓦斯水合分离过程温度场特征变化的方法，该方法是基于一种监测瓦斯水合分离过程温度场特征变化的装置实现的；该方法的具体步骤如下:
[0048]步骤一、检查一种监测瓦斯水合分离过程温度场特征变化的装置的气密性，待气密性检测合格后，进行下一步；
[0049]步骤二、将按浓度配比好的溶液注入可视反应釜12内，并浸没阵列式温度传感器9，封闭可视反应釜12的盖子；
[0050]步骤三、工控机11对阵列式温度传感器9和压力传感器7进行校准和调零，同时通过设置高低温控制器8的温度，为可视反应釜12提供反应温度；
[0051]步骤四、开启开气截止阀2和进气截止阀6，瓦斯储罐I内的瓦斯通过空气压缩机3和气体增压栗4的作用，使瓦斯通过气体干燥筒5干燥后由供气孔14压入可视反应釜12内；
[0052]步骤五、阵列式温度传感器9将监测的温度通过数据采集器10发送至工控机11;压力传感器7将监测的压力通过数据采集器10发送至工控机11;工控机11记录、存储、显示温度和压力；
[0053]步骤六、当工控机11上显示压力不再变化时，关闭开气截止阀2和进气截止阀6。
[0054]本实施方式中，通过上述方法，实现了对实时监测瓦斯水合分离过程温度场特征变化。
【主权项】
1.一种监测瓦斯水合分离过程温度场特征变化的装置，其特征在于，它包括瓦斯储罐(I)、开气截止阀(2)、空气压缩机(3)、气体增压栗(4)、气体干燥筒(5)、进气截止阀(6)、压力传感器(7)、高低温控制器(8)、阵列式温度传感器(9)、数据采集器(10)、工控机(11)和可视反应釜(12); 瓦斯储罐(I)用于储存瓦斯;空气压缩机(3)和气体增压栗(4)用于将瓦斯储罐(I)中的瓦斯压入可视反应釜(12)内； 可视反应釜(12)用于放置液体，且为瓦斯和溶液发生反应提供场所；可视反应釜(12)的顶端设置有进气孔(14); 开气截止阀(2)设置在瓦斯储罐(I)和气体干燥筒(5)之间，用于控制气路的开通和断开； 气体干燥筒(5)用于干燥瓦斯储罐(I)输出的瓦斯； 进气截止阀(6)设置在气体干燥筒(5)和压力传感器(7)之间，用于控制可视反应釜(12)内的进气; 压力传感器(7)设置在可视反应釜(12)的进气孔(14)处，用于实时监测可视反应釜(12)内的压力，且将监测的压力发送至数据采集器(10); 可视反应釜(12)设置在高低温控制器(8)内，高低温控制器(8)用于为可视反应釜(12)提供反应温度； 阵列式温度传感器(9)呈弯曲分布，且从下至上分η层分布在可视反应釜(12)内的溶液液面以下，用于实时监测可视反应釜(12)内不同层位温度变化;阵列式温度传感器(9)将监测的温度发送至数据采集器(10) ;η为大于等于3的正整数； 数据采集器(10)用于将接收到的温度和压力发送至工控机(11); 工控机(11)用于对阵列式温度传感器(9)和压力传感器(7)进行校准和调零，同时接收数据采集器(10)发送的温度和压力。2.根据权利要求1所述的一种监测瓦斯水合分离过程温度场特征变化的装置，其特征在于，可视反应釜(12)的顶端设置有可视窗口( 13)。3.根据权利要求2所述的一种监测瓦斯水合分离过程温度场特征变化的装置，其特征在于，阵列式温度传感器(9)监测反应过程中液体内部不同层位的温度变化。4.根据权利要求3所述的一种监测瓦斯水合分离过程温度场特征变化的装置，其特征在于，阵列式温度传感器(9)呈3 X 5阵列式排列，即阵列式温度传感器共分为上、中、下三层，每层为5个温度传感器，且阵列式温度传感器(9)的探针呈弯曲分布。5.—种监测瓦斯水合分离过程温度场特征变化的方法，其特征在于，该方法是基于一种监测瓦斯水合分离过程温度场特征变化的装置实现的;该方法的具体步骤如下: 步骤一、检查一种监测瓦斯水合分离过程温度场特征变化的装置的气密性，待气密性检测合格后，进行下一步； 步骤二、将按浓度配比好的溶液或者纯水注入可视反应釜(12)内，并浸没阵列式温度传感器(9)，封闭可视反应釜(12)的盖子； 步骤三、工控机(11)对阵列式温度传感器(9)和压力传感器(7)进行校准和调零，同时通过设置高低温控制器(8)的温度，为可视反应釜(12)提供反应温度； 步骤四、开启开气截止阀(2)和进气截止阀(6)，瓦斯储罐(I)内的瓦斯通过空气压缩机(3)和气体增压栗(4)的作用，使瓦斯通过气体干燥筒(5)干燥后由供气孔(14)压入可视反应釜(12)内; 步骤五、阵列式温度传感器(9)将监测的温度通过数据采集器(10)发送至工控机(11);压力传感器(7)将监测的压力通过数据采集器(10)发送至工控机(11);工控机(11)记录、存储、显不温度和压力； 步骤六、当工控机(11)上显示压力达到目标压力时，关闭开气截止阀(2)和进气截止阀(6)ο
【专利摘要】一种监测瓦斯水合分离过程温度场特征变化的装置及方法，涉及煤炭领域。本发明为了满足对瓦斯水合分离过程的传热传质监测方法及装置的需求。多层位立体分布温度传感器在瓦斯水合分离实验中的应用方法为：利用气体增压系统把瓦斯压入可视反应釜中，在可视反应釜中与动力学、热力学促进剂构成的溶液或纯水中充分接触，将在一定的温度条件下使瓦斯中的甲烷形成水合物，利用可视反应釜中的多层位立体分布温度传感器监测整个水合物形成的过程中液体不同层位的温度变化。本发明适用于监测水合物领域其他场合的温度变化。
【IPC分类】G01N25/20
【公开号】CN105628733
【申请号】CN201610028097
【发明人】吴强, 张保勇, 张强, 张赛
【申请人】黑龙江科技大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月16日