[发明专利]一种基于扭矩测量的两级连续式天然气水合物的制备系统

权利要求书

1.一种基于扭矩测量的两级连续式天然气水合物的制备系统，其特征在于，该基于扭矩测量的两级连续式天然气水合物的制备系统包括一、二级反应釜串联系统、扭矩测量系统、报警系统、循环冷却系统、搅拌系统、喷淋系统、调节系统、三相分离系统和计算机数据采集系统；

两级反应釜串联系统主要包括一级反应釜和二级反应釜；一级反应釜和二级反应釜主要由耐高压不锈钢内胆和不锈钢外壳制成，外附保温层，内胆和外壳之间有反应釜中空处，中空处内注满循环冷却液和铺设气体冷却管，一级反应釜和二级反应釜主要外接气体进口管和排气阀；一级反应釜釜体与釜盖由连接纽扣相连，二级反应釜釜体与釜盖由连接螺栓相连；一级反应釜内的气体冷却管与气体文丘里管相连；一级反应釜上部设有喷淋管，喷淋管内与喷淋头相连，外与反应釜喷淋阀门相连；一级反应釜上部设有进水管，外与反应釜进水阀门相连；一级反应釜左下部设有进气管，进气管一端与反应釜中空处的气体冷却管相连，另一端与气体增压泵；一级反应釜右侧中部设置可视窗，可视窗与反应釜内的水平面相平；一级反应釜和二级反应釜由浆液管、阀门和浆液抽取泵相连；二级反应釜上部设置喷淋头、中部设置气-水隔板和挡板；二级反应釜右下部设置进气口，进气口与气体冷却管相连，左下部设置水合物出口，水合物出口与水合物排出阀相连；在反应釜内胆里侧有疏水内涂层，外附保温层；反应釜内提前加入表面活性剂；

搅拌系统包括搅拌轴和搅拌叶片；反应釜内的搅拌轴由电动机带动，电机开始转动，搅拌轴随之工作，带动搅拌叶片转动，转速由电动机控制；二级反应釜的搅拌轴、搅拌叶片是中空的；搅拌叶片附着在搅拌轴上；搅拌轴外接浆液抽取泵，控制浆液流入的大小和速度；搅拌叶片与喷淋头相连；

扭矩测量系统包括扭矩感触器；在一级反应釜搅拌叶片下设置扭矩感触器，测量一级反应釜搅拌叶片的扭矩；扭矩感触器将搅拌的扭矩大小经信号传输线送至报警系统；

喷淋系统包括喷淋头；喷淋头外接进液管、增压泵、可控阀门和水箱；喷淋头设置多个喷淋口，多处出液；二级反应釜的浆液喷淋头安装在搅拌叶片上，随着叶片转动而转动；在喷淋头上涂有防水防污纳米涂层；

循环冷却系统包括水浴槽、气体增压泵、水箱、循环增压泵、循环冷却管和气体冷却管；循环冷却管经可控阀门连接到一级、二级反应釜中空处；气体冷却管置于一级、二级反应釜中空处，交错排列；一级反应釜的气体冷却管外接进气管、气体增压泵，内接气体文丘里管；水浴槽内设循环增压水泵；

三相分离系统包括三相分离器、水合物排出阀、电动机、自动化控制台、弹簧柱塞、水合物出口、罐盖、干燥器、水回收管和气-液分离箱；将二级反应釜内的生成物经水合物排出阀落到三相分离器；三相分离器周围设置多处不同大小的孔，孔外连接气-液分离箱，孔内连接三相分离器；三相分离器一端设置可打开的罐盖，另一端设置高压弹簧柱塞；高压弹簧柱塞外接电动机和自动化控制台；气-液分离箱上处有排气口，下处有排水口，排水口与水回收管相连，排气口与排气管相连；

计算机数据采集系统包括温度传感器、压力传感器、液面感触器和扭矩感触器；液面高度感触器设置在一级反应釜中部的水面上，检测水位的高低；扭矩感触器设置在一级反应釜搅拌叶片上，测量扭矩的大小；温度传感器设置在循环水箱内、一级反应釜和二级反应釜内，检测水温；压力传感器设置在一级反应釜、二级反应釜和气瓶上，检测压力；计算机数据采集系统接受报警器传来的信号，信号处理后将信号经传输器输反馈至报警系统；

报警系统包括报警灯；将报警系统和计算机数据采集系统相连，将计算机数据采集系统接收的压力、温度、扭矩和液面水位的信号收集起来，经处理送到报警系统的信号接收器，将数据再次处理，信号经信号传输器送往报警灯，信号值高于设定值将信号，信号灯呈现红色，反之呈现绿色；

调节系统包括一级反应釜喷淋阀门、二级反应釜进液阀门、水箱阀门、浆液管阀门、一级反应釜进水阀门、水合物排出阀和增压泵；在进液管、进气管中都安装有阀门；在水合物出口安装有水合物排出阀；在各种仪器前，各管中都装有阀门；在进液管、进气管前设置增压泵。