[发明专利]一种水合反应器及利用该反应器分离混空煤层气中甲烷的方法

权利要求书

1.一种水合反应器，其特征在于，所述水合反应器具有以下结构：

水合反应器腔体沿水合物工作液流动方向具有缩径段、喉管段、扩大段、稳定段，且喉管段的流通面积均小于缩径段、扩大段和稳定段的流通面积，该水合反应器腔体对应于喉管段的侧壁开设有进气口；

所述缩径段入口的管道内径为15-50mm，所述喉管段的内径与所述缩径段入口的管道内径比值为0.05-0.5，所述进气口的直径与所述喉管段的内径比值为0.2-0.5；

所述缩径段的长度与所述缩径段入口的管道内径比值为1-3，所述喉管段的长度与所述喉管段的内径比值为1-2.5，所述扩大段的长度与所述缩径段入口的管道内径比值为1-2，所述稳定段的长度与所述缩径段入口的管道内径比值为3-5。

2.一种利用权利要求1所述的水合反应器分离混空煤层气中甲烷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将水合物工作液从缩径段送入所述水合反应器中，使混空煤层气通过进气口与水合反应器连通，利用流经喉管段的水合物工作液产生的吸力将待分离混空煤层气吸入水合反应器，并使二者在流至扩大段过程中被混合而发生水合反应，生成水合物浆液和甲烷贫气；在扩大段未完全反应的混空煤层气和水合物工作液进入稳定段中进一步完成水合反应；

将所述水合物浆液和甲烷贫气送入水合物分离器，使所述甲烷贫气从水合物分离器的顶部出口排出而被收集，将所述水合物浆液经水合物分离器的底部出口送入水合物化解器实施化解，分离并收集甲烷富气，化解出的脱除气体的水合物工作液，返回水合物工作液储罐供水合反应循环使用；

所述缩径段入口的管道内径为15-50mm，所述喉管段的内径与所述缩径段入口的管道内径比值为0.05-0.5，所述进气口的直径与所述喉管段的内径比值为0.2-0.5；

所述缩径段的长度与所述缩径段入口的管道内径比值为1-3，所述喉管段的长度与所述喉管段的内径比值为1-2.5，所述扩大段的长度与所述缩径段入口的管道内径比值为1-2，所述稳定段的长度与所述缩径段入口的管道内径比值为3-5。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使水合物工作液进入水合反应器时的温度为4-15℃，压力为0.6-5.1MPa。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述水合物分离器的操作温度为4-15℃，操作压力为0.6-5.1MPa。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述水合物化解器的操作温度为8-23℃，操作压力为0.1-2.1MPa。

6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，待分离混空煤层气被吸入水合反应器前的压力小于0.6MPa。