[发明专利]一种天然气水合物管道输送与分解装置

权利要求书

1.一种天然气水合物管道输送与分解装置，包括天然气水合物管道输送装置和将天然气水合物酸气分离的分解装置，所述天然气水合物管道输送装置由双头导流条构成，两个导流条在管壁内位置对称布置，以相同方向分别绕着管道内壁全程设置固定，形成螺旋状，构成螺旋管道，其特征在于：所述分解装置包括：甲烷水合物分解塔、酸气吸收塔、太阳能集热器、二氧化碳水合物分解塔、脱硫塔、硫化氢水合物分解塔、离心泵和储水罐；螺旋管道与甲烷水合物分解塔的第一入口连接，甲烷水合物分解塔的第一出口与酸气吸收塔的入口连接；甲烷水合物分解塔的第二入口与第一太阳能集热器连接；第一太阳能集热器的入口与离心泵的出口连接，离心泵的入口与储水罐的出口连接；甲烷水合物分解塔的第二出口与二氧化碳水合物分解塔的第一入口连接；甲烷水合物分解塔的第三出口与储水罐的入口连接；二氧化碳水合物分解塔第一出口与脱硫塔的入口连接；二氧化碳水合物分解塔的第二入口与第二太阳能集热器连接；第二太阳能集热器的入口与离心泵的出口连接；二氧化碳水合物分解塔的第二出口与硫化氢水合物分解塔的第一入口连接；二氧化碳水合物分解塔的第三出口与储水罐的入口连接；硫化氢水合物分解塔的第二入口与第三太阳能集热器连接；第三太阳能集热器的入口与离心泵的出口连接；硫化氢水合物分解塔的第三出口与储水罐的入口连接；硫化氢水合物分解塔顶端设有H₂S出口，底端设有废液出口。

2.如权利要求1所述的一种天然气水合物管道输送与分解装置，其特征在于：对于导流条，考虑到水合物颗粒周向流速需大于临界沉降流速，但又不影响轴向流动，故取导流条宽度a为0.01～0.1D，高度h为0.15～0.25D，D为管道直径，导流条与管道内壁面夹角θ，即导流条的中心线与沿管壁的切线的夹角为15°～45°，这样能够保持较好的螺旋效果，材料采用的是16Mn，与管道内壁间采用焊接连接方式。

3.如权利要求1所述的一种天然气水合物管道输送与分解装置，其特征在于：在螺旋管道上设有减压阀和压力表。

4.如权利要求1所述的一种天然气水合物管道输送与分解装置，其特征在于：在甲烷水合物分解塔与酸气吸收塔的连接管路上设有截止阀；在甲烷水合物分解塔与第一太阳能集热器的连接管路上设有备用加热器和温度表；在甲烷水合物分解塔与二氧化碳水合物分解塔的连接管道上设有减压阀和压力表。

5.如权利要求1所述的一种天然气水合物管道输送与分解装置，其特征在于：在二氧化碳水合物分解塔与脱硫塔的连接管路上设有截止阀；在二氧化碳水合物分解塔与第二太阳能集热器连接的管路上设有备用加热器和温度表；在二氧化碳水合物分解塔与硫化氢水合物分解塔的连接管路上设有减压阀和压力表。

6.如权利要求1所述的一种天然气水合物管道输送与分解装置，其特征在于：在硫化氢水合物分解塔与第三太阳能集热器的连接管路上设有备用加热器和温度表；硫化氢水合物分解塔顶端的H₂S出口管道上设有截止阀；硫化氢水合物分解塔底端的废液出口管道上设有截止阀。

7.如权利要求1所述的一种天然气水合物管道输送与分解装置，其特征在于：二氧化碳水合物分解塔和硫化氢水合物分解塔与储水罐的连接管路上设有三通阀；第二太阳能集热器和第三太阳能集热器与与离心泵的连接管路上设有三通阀。

8.如权利要求1所述的一种天然气水合物管道输送与分解装置，其特征在于：天然气水合物浆液由螺旋管道首先通过减压阀降低压力后进入甲烷水合物分解塔，同时储水罐内的水在太阳能集热器作用下被加热到5℃并注入到甲烷水合物分解塔内的热管换热器，利用压力表P1控制塔内的操作压力为3.7～4.0MPa，达到甲烷水合物的相平衡点后，使浆液分解优先气化释放出甲烷，由于在此条件下会释放出少量二氧化碳和硫化氢，因此气体通过酸气吸收塔将甲烷中的二氧化碳和硫化氢去除；分解完甲烷水合物的浆液接着进入二氧化碳水合物分解塔，加热到8℃的水注入到二氧化碳水合物分解塔内的热管换热器，利用压力表P2控制塔内的操作压力为1.2～1.5MPa，达到二氧化碳水合物的相平衡点后，使浆液分解气化释放出二氧化碳，由于在此条件下也会释放出少量硫化氢，因此释放出的气体通过脱硫塔将二氧化碳中的硫化氢去除；剩下的浆液最后进入硫化氢水合物分解塔，同样把加热到8℃的水注入到硫化氢水合物分解塔内的热管换热器，利用压力表P3控制塔内的操作压力为0.2～0.5MPa，达到硫化氢水合物的相平衡点后，使浆液分解气化释放出硫化氢气体，将最后分解出的废液排出，分解过程中用于加热的水通过储水罐循环利用。