天然气水合物的合成装置与方法与流程

文档序号:11935814阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种天然气水合物的合成装置,其特征在于,该装置包括:

发电单元,高压管网输送的高压天然气通入所述发电单元;

水合物合成单元,其包括:

反应器,天然气和水媒通过直接接触能够在其内合成天然气水合物;

其中,所述发电单元的膨胀机与所述反应器相连接,用于供给所述反应器具有设定的温度、压力和流量的天然气;

其中,所述反应器连接有水源供给组件,用于供给所述反应器具有设定的温度和压力的水媒;

冷能回收单元,其设于所述反应器的下游,用于对参与但未合成天然气水合物的天然气的冷能进行回收。

2.根据权利要求1所述的天然气水合物的合成装置,其特征在于,所述水源供给组件包括喷头和增压泵,水箱中的水媒经增压泵增压后经喷头进入反应器内。

3.根据权利要求2所述的天然气水合物的合成装置,其特征在于,所述冷能回收单元包括变频制冷机组以及所述水箱,所述水箱的水媒在增压泵的作用下流经所述变频制冷机组后送至所述喷头。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的天然气水合物的合成装置,其特征在于,还包括控制部,所述控制部与所述发电单元、所述水合物合成单元以及所述冷能回收单元分别电连接。

5.根据权利要求4所述的天然气水合物的合成装置,其特征在于,所述控制部与能够采集所述反应器内的天然气的温度和压力的第一温度传感器和压力传感器分别相连接,用于获取反应器内的天然气的温度和压力信号;并且基于该温度和压力信号,所述控制部与所述发电单元的励磁发电机相连接,所述控制部用于通过调节所述励磁发电机的励磁电流来改变所述膨胀机的转速,进而改变进入所述反应器的天然气的温度、压力和流量;以及

所述控制部还与所述冷能回收单元的变频制冷机组、能够采集所述变频制冷机组出口的水媒的温度的第二温度传感器以及所述水源供给组件的增压泵分别相连接;

其中,根据所述控制器设定的所述变频制冷机组出口的天然气的温度,通过调节所述变频制冷机组的工作频率,来改变所述变频制冷机组出口的天然气的温度;在能够使得该天然气的温度达标的前提下,所述变频制冷机组将天然气自身的冷量回收,并用于冷却流经所述变频制冷机组的水媒;

其中,基于所述第二温度器检测到的所述变频制冷机组出口的水媒的温度,所述控制器用于通过调节所述增压泵的电频率,在保证水媒的压力达标的基础上,通过改变水媒的流量来使得进入所述反应器的水媒的温度达标。

6.根据权利要求3所述的天然气水合物的合成装置,其特征在于,所述励磁发电机与变频制冷机组相连接。

7.根据权利要求3所述的天然气水合物的合成装置,其特征在于,所述变频制冷机组的下游设有干燥器,为合成天然气水合物的天然气经所述干燥器通往低压管网。

8.根据权利要求7所述的天然气水合物的合成装置,其特征在于,所述干燥机连接至所述水箱。

9.一种天然气水合物的合成方法,其特征在于,该方法包括:

发电步骤:一定流量的高压天然气进入膨胀机后,与膨胀机相连接的励磁发电机将来自高压管网的高压天然气自身所具有的压力能转变为电能;

水合物合成步骤:具有设定的温度、压力和流量的天然气以及具有设定的温度和压力的水媒在反应器内通过直接接触方式合成天然气水合物;以及

冷能回收步骤:变频制冷机组将未合成天然气水合物的天然气的自身冷能回收,并将回收的冷能能够使得所述水合物合成步骤中的水媒降温。

10.根据权利要求9所述的天然气水合物的合成方法,其特征在于,还包括参数调整步骤,所述参数调整步骤具体为:

通过调节所述励磁发电机的励磁电流,控制进入反应器的天然气的压力、温度和流量;

通过调节所述变频制冷机组的工作频率,在保证变频制冷机组出口的天然气的温度达标的前提下,回收参与但未合成天然气合成物的天然气自身具有的冷能,并使用回收的冷能来改变变频制冷机组出口的水媒的温度;以及

通过调节增压泵的电频率,在保证水媒的压力达标的基础上,通过改变水媒的流量来使得进入所述反应器的水媒的温度达标。

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