[发明专利]瓦斯水合分离鼓泡强化装置及基于该装置的瓦斯水合分离提纯强化装置及瓦斯提纯强化方法

权利要求书

1.瓦斯水合分离鼓泡强化装置，其特征在于，该装置用于使瓦斯气体中的甲烷形成甲烷水合物；该装置包括水合反应釜(1)、n个透明反应皿(2)、n个鼓泡喷头(3)、支架(4)、n个一号T形接头(5)、一个二号T形接头(51)、n个底托(6)、导管(7)、进气管(8)、促进剂溶液(9)和顶盖(10)；n为大于等于3的整数；

顶盖(10)上开有进气孔(10-1)和循环孔(10-2)，所述循环孔(10-2)用于气体循环；所述顶盖(10)用于密封水合反应釜(1)；水合反应釜(1)内部为空腔，且顶端开口；

n个透明反应皿(2)、n个鼓泡喷头(3)、支架(4)、n个一号T形接头(5)、一个二号T形接头(51)、n个底托(6)、导管(7)和进气管(8)构成反应装置；所述反应装置位于水合反应釜(1)内；

促进剂溶液(9)位于透明反应皿(2)内；n个底托(6)由上至下等间隔依次排列，且由支架(4)固定；n个透明反应皿(2)分别放置在n个底托(6)上；n个一号T形接头(5)均固定在支架(4)上，且所述n个一号T形接头(5)通过导管(7)连通，所述导管(7)还通过二号T形接头(51)与进气管(8)的一端连通；所述进气管(8)的另一端与所述进气孔(10-1)连通；所述一号T形接头(5)与鼓泡喷头(3)的入气孔连通；所述鼓泡喷头(3)的出气面朝上，且位于透明反应皿(2)中的促进剂溶液(9)内。

2.根据权利要求1所述的瓦斯水合分离鼓泡强化装置，其特征在于，所述水合反应釜(1)的釜身开有2个视窗(1-1)，所述视窗(1-1)用于观察水合反应釜内的变化。

3.根据权利要求1所述的瓦斯水合分离鼓泡强化装置，其特征在于，顶盖(10)上还开有测温孔(10-3)，所述测温孔(10-3)用于安装温度传感器。

4.基于权利要求3所述的瓦斯水合分离鼓泡强化装置的瓦斯水合分离提纯强化装置，其特征在于，该装置包括m套瓦斯水合分离鼓泡强化装置、温度控制箱(11)、m个温度传感器(12)、m个压力传感器(13)、残气储罐(14)、瓦斯储罐(15)、循环阀门(16)、气体循环泵(17)、气体干燥筒(18)、空气压缩机(19)、气相色谱仪(20)、数据采集器(21)、工控机(22)、开气阀门(24)、进气阀门(25)、一号阀门(26)、检测阀门(27)、二号阀门(28)和三号阀门(29)；m为大于等于1的整数；

m套瓦斯水合分离鼓泡强化装置、m个温度传感器(12)、m个压力传感器(13)均放置在温度控制箱(11)内，温度控制箱(11)用于调节瓦斯水合分离鼓泡强化装置内的温度；

温度传感器(12)用于通过测温孔(10-3)监测瓦斯水合分离鼓泡强化装置中的瓦斯气体温度；还用于将监测到的瓦斯气体温度传给至数据采集器(21)；压力传感器(13)用于通过进气孔(10-1)监测瓦斯水合分离鼓泡强化装置中的瓦斯气体压力；还用于将监测到的瓦斯气体压力传给至数据采集器(21)；数据采集器(21)用于将采集的瓦斯气体温度和瓦斯气体压力传送至工控机(22)；工控机(22)用于实时监测采集的瓦斯气体温度和瓦斯气体压力；

三号阀门(29)用于控制残气储罐(14)工作；残气储罐(14)用于收集瓦斯气体中的其余成分的气体；瓦斯储罐(15)用于提供瓦斯；

气体循环泵(17)用于使瓦斯储罐(15)中的瓦斯进入水合反应釜内；气体干燥筒(18)用于干燥处于循环过程中的瓦斯；空气压缩机(19)用于驱动气体循环泵(17)和气体干燥筒(18)工作；

循环阀门(16)、一号阀门(26)和检测阀门(27)处于关闭状态时，瓦斯储罐(15)中的瓦斯，依次经过进气阀门(25)、气体循环泵(17)、开气阀门(24)和m套瓦斯水合分离鼓泡强化装置中的循环孔(10-2)进入水合反应釜(1)内，待压力传感器(13)监测到水合反应釜(1)内的瓦斯气体压力达到设定值时，关闭空气压缩机(19)、进气阀门(25)和气体循环泵(17)，同时，开启循环阀门(16)和一号阀门(26)，瓦斯气体在气体干燥筒(18)、开气阀门(24)、水合反应釜(1)、循环阀门(16)和一号阀门(26)构成的循环通路中循环流动；此时瓦斯气体与促进剂溶液反应得到甲烷水合物和剩余气体；剩余气体为其余成分气体或包含其余成分气体和低含量甲烷的瓦斯；

检测阀门(27)和二号阀门(28)用于在反应过程每隔10min开启一次，使气相色谱仪(20)监测剩余气体中瓦斯气体的浓度。