[实用新型]一种甲烷水合物合成装置

说明书

本实用新型提供一种甲烷水合物合成装置，属于甲烷水合物合成的技术领域，包括供气系统、反应系统以及监控和数据收集系统；供气系统包括气瓶组、混气装置、增压泵以及空气压缩机；气瓶组包括甲烷气瓶和氮气瓶；甲烷气瓶和氮气瓶的瓶口均设置有减压阀；混气装置的进气口通过气管与减压阀连接，出气口通过气管与增压泵的进气口连接；反应系统包括可视高压反应釜、恒温循环装置以及搅拌装置；进气阀通过气管与增压泵的出气口连接；监控和数据收集系统包括数据记录仪以及计算机。该装置能在实验室内模拟甲烷水合物合成所需条件，从而成功进行甲烷水合物的合成实验。

技术领域

本实用新型涉及甲烷水合物合成的技术领域，特别是涉及一种甲烷水合物合成装置。

背景技术

甲烷水合物是一种类冰状的天然气矿藏，它是一种笼型化合物。其形成不是通过分子间的强吸引力作用，而是水分子形成的笼状结构紧密的包裹着甲烷分子，在理想状态下其分子式是CH₄•5.75H₂O。在自然界中天然形成的甲烷水合物的碳含量远大于目前所有化石燃料中碳含量的总和。研究发现，1体积的甲烷水合物中含有160个体积以上的甲烷气体，甲烷水合物储存所需空间小且条件较容易获得。因此，将甲烷以水合物的形式进行储运可减少由于气体所需空间巨大而增加的成本。所以，研究甲烷水合物对新能源的开发和利用具有重要意义。

由于甲烷水合物的形成条件比较极端，需要高压和低温条件，因此绝大部分的甲烷水合物形成于海底和大陆永冻区。近年来一系列实验证明：在满足一定的外界条件下，甲烷水合物是完全可以在实验室内人工合成的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种甲烷水合物合成装置，在实验室内模拟甲烷水合物合成所需条件，从而成功进行甲烷水合物的合成实验。

为实现上述目的，本实用新型提供一种甲烷水合物合成装置，包括供气系统、反应系统以及监控和数据收集系统；供气系统包括气瓶组、混气装置、增压泵以及与所述增压泵连接的空气压缩机；气瓶组包括甲烷气瓶和氮气瓶；甲烷气瓶和氮气瓶的瓶口均设置有减压阀；混气装置的进气口通过气管与减压阀连接，出气口通过气管与增压泵的进气口连接；反应系统包括可视高压反应釜、用于控制所述可视高压反应釜内反应温度的恒温循环装置以及用于搅拌所述可视高压反应釜内反应物的搅拌装置；可视高压反应釜上设置有气压表、气体温度传感器和反应液温度传感器，进气口上设置有进气阀，排气口上设置有排气阀；进气阀通过气管与增压泵的出气口连接；监控和数据收集系统包括数据记录仪以及与数据记录仪通过数据线连接的计算机；数据记录仪分别与气压表、气体温度传感器和反应液温度传感器通过数据线连接。

进一步地，混气装置上设置有取样管，取样管上设置有阀门。

进一步地，恒温循环装置设置有与数据记录仪连接的循环液温度传感器。

进一步地，监控和数据收集系统还包括用于监测所述可视高压反应釜内反应物变化的釜内监控摄像头、与釜内监控摄像头连接的交换器以及连接所述交换器和计算机的硬盘录像机。

进一步地，监控和数据收集系统还包括实验室监控摄像头；实验室监控摄像头与交换器连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的甲烷水合物合成装置，向可视高压反应釜内添加水和甲烷气体，控制可视高压反应釜内的反应温度和反应压力，即可合成甲烷水合物，数据记录仪将检测到的气压值、气温值和反应液温度值反馈到计算机，经过计算机存储并分析相关数据，确定甲烷水合物合成的最佳条件。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的甲烷水合物合成装置的结构示意图；

图2为图1所示甲烷水合物合成装置中供气系统的结构示意图；

图3为图1所示甲烷水合物合成装置中反应系统的结构示意图；