[发明专利]一种常压下甲烷水合物的制备装置及制备方法

权利要求书

1.一种常压下甲烷水合物的制备装置，其特征是，包括

用于生成泡沫的发泡单元；

用于提供低温甲烷液体的供液单元；

上端与发泡单元连通、下端与供液单元连通的用于生成甲烷水合物的反应器单元；

用于采集反应器单元内温度、电阻率的数据采集单元。

2.如权利要求1所述的一种常压下甲烷水合物的制备装置，其特征是，所述发泡单元包括气体泵、发泡筒；

所述气体泵的出口通过气相管与发泡筒的一端进行连通，所述发泡筒的另一端与反应器单元的上端进行连通；

所述发泡筒的远离反应器单元的一端上部通过液相管与盛有按一定比例混合的高倍泡沫液和纯水的集液量筒的底部进行连通；所述液相管的底部插入到发泡筒内部，所述液相管的底部设置有喷嘴；

所述发泡筒的远离反应器单元的一端设置有整流网，所述发泡筒靠近反应器单元的一端设置有泡沫发生网。

3.如权利要求2所述的一种常压下甲烷水合物的制备装置，其特征是，所述气体泵出口处的气相管上设置有气相阀门，所述气相阀门后端的气相管上设置有转子流量计；所述液相管上设置有液相阀门。

4.如权利要求1所述的一种常压下甲烷水合物的制备装置，其特征是，所述供液单元包括盛有低温甲烷液体的低温增压罐，所述低温增压罐通过供液导管与反应器单元的下部进行连通；

所述低温增压阀的顶部设置有增压阀；

所述供液导管上设置有排液阀。

5.如权利要求1所述的一种常压下甲烷水合物的制备装置，其特征是，所述反应器单元包括由上到下依次进行可拆卸连接的反应器盖、反应器筒体、储存罐；

所述反应器盖呈顶端封堵的筒体结构，所述反应器盖的顶端设置有排气管；所述反应器盖的侧壁与发泡筒的一端进行连通；

所述储存罐的侧壁通过供液导管与低温增压罐进行连通；

所述反应器筒体的底部设置有不锈钢丝网。

6.如权利要求5所述的一种常压下甲烷水合物的制备装置，其特征是，所述反应器筒体的侧壁上设置有放气阀。

7.如权利要求5所述的一种常压下甲烷水合物的制备装置，其特征是，所述储存罐的底部设置有电子天平。

8.如权利要求5所述的一种常压下甲烷水合物的制备装置，其特征是，所述数据采集单元包括温度传感器、电阻丝和数据记录仪；

所述反应器筒体的侧壁上沿竖直方向均匀设置若干个温度传感器；

所述不锈钢丝网上部的反应器筒体内部沿竖直方向设置有多个电阻丝；

所述温度传感器检测的温度信号、电阻丝的电阻率信号均传递给数据记录仪，所述数据记录仪对采集的数据进行记录、统计。

9.使用如权利要求1-8任一所述的常压下甲烷水合物的制备装置制备甲烷水合物的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：将反应器筒体、储存罐、反应器盖依次通过螺纹进行连接，排气管与大气连通，其他阀门均关闭；

步骤二：打开增压阀向低温增压罐内增压，然后打开排液阀，将低温甲烷液体通过供液导管直接通入储存罐内，通过电子天平记录加入的低温甲烷液体的质量；

步骤三：将高倍泡沫液和纯水按一定比例混合倒入集液量筒中，打开液相阀门将混合液引入液体喷嘴中并流入发泡筒中；同时启动气体泵，通过调整气相阀门的开度控制气体流量大小，并通过转子流量计监测气体流量，使气体进入发泡筒中，通过整流网使气流均匀冲击泡沫混合液体，并将液体吹在泡沫发生网上，形成均匀的泡沫进入反应器盖中；

步骤四：当泡沫从泡沫发生网流出并开始下落时，打开反应器筒体侧壁上的放气阀，平衡体系内的气压，使泡沫持续供应直到充满整个反应器筒体，随后关闭放气阀，此时不锈钢丝网上也布满泡沫；

步骤五：储存罐内低温甲烷液体蒸发的低温气体与不锈钢丝网上的泡沫结合，在不锈钢丝网上生成甲烷水合物；在此过程中，通过温度传感器记录体系内的温度变化，由电阻丝记录体系内的电阻率变化；

步骤六：当低温甲烷液体蒸发完毕后，拆卸储存罐与反应器筒体1，从不锈钢丝网上取出生成的水合物。