[发明专利]一种天然气水合物储存与分解一体化装置

说明书

本发明属于水合物储存与分解技术领域，涉及一种天然气水合物储存与分解一体化装置，水合物储罐顶部设有多个水合物颗粒注入点，每个注入点均能通过水合物注入管道与地面的水合物罐车连接，以达到水合物颗粒在水合物储罐中均匀分布的目的，在夏季将天然气以水合物的形式储存，在冬季加热分解释放储存的天然气；具有以下优势：(1)能够实现天然气水合物的储存与分解一体化；(2)充分利用地下恒温层的保温作用对天然气水合物进行保温，能够减少冷量的使用，降低储存成本；(3)借助开采的地热对水合物进行分解，实现能源高效利用和转化，具有节能减排的功效；(4)制冷循环和提取地热过程为闭式循环，提高了工作介质的利用率，避免了管道的腐蚀。

技术领域：

本发明属于水合物储存与分解技术领域，具体涉及一种天然气水合物储存与分解一体化装置，能够方便快捷的注冷保温，利用地热分解，以达到高效储存和分解利用天然气水合物的目的。

背景技术：

随着工业的高速发展，社会对能源的需求与日俱增，煤炭石油等传统化石燃料面临枯竭，为了满足社会可持续发展，寻找和开发可代替传统化石燃料的清洁能源尤为重要。天然气是一种燃烧时碳排放量很低的清洁能源，主要由甲烷组成，在能源消费结构中占有越来越重要的地位。然而，随着社会经济的发展，对能源需求的与日俱增，我国天然气供需矛盾日益突出，主要体现在2个方面：(1)天然气需求季节差异大，冬季用气量大时，天然气供应不足，出现“气荒”现象，而夏季用气量小时，天然气供应充足，甚至会出现过剩现象，这种季节周期性的能源短缺，影响了社会和经济的可持续发展以及人民生活水平的提高。(2)天然气供应区域差异大，天然气资源有限，且区域分布不均匀，大城市对于天然气在工业、生活等方面的需求较高，需要从遥远的产地购买、输运天然气。目前主要利用压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)储罐储存来实现天然气的跨地域储存和输送。然而，现有的CNG和LNG运输技术成本高且安全系数较低，相比之下基于天然气水合物的固体天然气技术因其安全系数高、运输方便、能量密度大等特点得到广泛关注。天然气水合物可以在较低温度下有效、经济、安全地储存，是一种经济有效的天然气储存、调峰媒介，被誉为未来最有前景的天然气储运技术。

实现水合物基固体天然气技术的推广和利用势必会涉及到天然气水合物的储存和分解，寻求一种安全可靠、经济高效的天然气水合物储存与分解一体化新装置或新工艺显得尤为重要。因为，天然气水合物的分解装置主要有两类：一类是利用环境温度分解，例如，中国专利201410392978.7公开的一种基于太阳能技术的天然气水合物浆液分解方法与装置，方法中采用的装置包括：天然气水合物分解塔，第一离心泵，滤芯式过滤器，第二离心泵，干燥塔，排污装置，水泵，水箱，太阳能集热器，备用电加热器，流量计；其特征在于：天然气浆液进入天然气水合物分解塔经过第一离心泵进入滤芯式过滤器后由第二离心泵泵入干燥塔以天然气的形式出来；从天然气水合物分解塔出来的水经过排污装置由水泵注入水箱经过太阳能集热器、备用电加热器、流量计进入天然气水合物分解塔；另一类是利用加热装置分解，如中国专利201921434757.6公开的一种微波加热分解天然气水合物的装置，其特征在于,包括分解装置外壳、上盖板、反应腔室、波导套筒、排气口、排水口、微波发生器；所述分解装置外壳为长方体中空结构，所述波导套筒设置于分解装置外壳内部，呈田字形布置将分解装置外壳内空间分为四等份，所述反应腔室为波导套筒与分解装置外壳形成的内部空间，所述上盖板布置于分解装置外壳顶部，所述上盖板与分解装置外壳形成密封，所述排气口布置于上盖板顶部与反应腔室连通，所述排水口布置于分解装置外壳底部与反应腔室连通，所述微波发生器布置于分解装置外壳外壁；前者分解速度低，后者消耗电能多，现有技术中大多数的装置只是单一的进行天然气水合物的分解或者储存，无法实现二者的一体化。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，研发设计一种天然气水合物储存与分解一体化装置，能够在地下二十米左右的恒温层安全、高效的利用制冷机提供的冷量储存天然气水合物，利用地热分解天然气水合物。