[发明专利]一种气体水合物制备系统

权利要求书

1.一种气体水合物制备系统，其特征在于，主体结构包括水合物反应器、一体机制冷系统、数据采集系统、恒温水浴箱、补气瓶、背压罐、气液预混器、分离回收器、气瓶、恒流泵和液体储罐；水合物反应器分别与一体机制冷系统、数据采集系统、补气瓶、背压罐、气液预混器与分离回收器连接，背压罐与恒温水浴箱连接，气液预混器分别与气瓶和恒流泵连接，恒流泵与液体储罐连接。

2.根据权利要求1所述的气体水合物制备系统，其特征在于，水合物反应器的下部设置有温度传感器组和压力传感器组，水合物反应器的后端下部设置有废液出口，水合物反应器通过废液出口与分离回收器连接，水合物反应器的后端上部设置有出料口，水合物反应器通过出料口与背压罐连接，水合物反应器的前端下部设置有进料口，水合物反应器通过进料口与气液预混器连接；水合物反应器的内部设置有卧式空心双轴，卧式空心双轴中一个轴上等间距式设置有若干个清洁桨，另一个轴上等间距式设置有若干个搅拌桨，清洁桨的数量小于搅拌桨的数量，清洁桨和搅拌桨的末端与水合物反应器的内壁面和卧式空心双轴的壁面之间的间距为0.5cm，水合物反应器的外侧设置有夹套，水合物反应器通过夹套与一体机制冷系统连接。

3.根据权利要求2所述的气体水合物制备系统，其特征在于，水合物反应器与补气瓶之间设置有减压阀，背压罐上设置有背压阀，气液预混器与气瓶之间沿介质流动方向依次设置有减压阀、单向阀和气体流量计，气液预混器的前端上部设置有气体进口和液体进口，气液预混器通过气体进口与气瓶连接，气液预混器通过液体进口与恒流泵连接，气液预混器的后端上部设置有物料出口，物料出口与水合物反应器的进料口连接；气液预混器的外部设置有换热板，气液预混器的内部设置有气体微孔板、液体导流板和狭窄流道，气体微孔板与液体导流板之间设置有隔板。

4.根据权利要求所述3所述的气体水合物制备系统，其特征在于，水合物反应器通过废液出口与分离回收器连接，通过出料口与背压罐连接，通过进料口与气液预混器连接；气液预混器通过通过液体进口与恒流泵连接。

5.根据权利要求3所述的气体水合物制备系统，其特征在于，气体流量计与气体进口连接。

6.根据权利要求3所述的气体水合物制备系统，其特征在于，卧式空心双轴与夹套连接，夹套与一体机制冷系统连接，导热油在一体机制冷系统、卧式空心双轴和夹套中循环流动。

7.根据权利要求3所述的气体水合物制备系统，其特征在于，清洁桨的数量小于搅拌桨的数量，清洁桨和搅拌桨的末端与水合物反应器的壁面和卧式空心双轴的壁面之间的间距为0.5cm。

8.根据权利要求3所述的气体水合物制备系统，其特征在于，物料出口与水合物反应器的进料口连接。

9.根据权利要求3所述的气体水合物制备系统，其特征在于，温度传感器组包括3个温度探测点，1个与一体机制冷系统连接,另外两个分别与数据采集系统连接，1个位于废液出口处，1个位于进料口处；压力传感器组包括3个压力探测点，1个与补气瓶连接，另外两个分别与数据采集系统连接，1个位于废液出口处，1个位于进料口处。

10.根据权利要求3或9所述的气体水合物制备系统，其特征在于，使用时：

开启水合物反应器并调节至设定的转速，开启一体机制冷系统，设置导热油的温度，温度调节至设定值并达到稳定后，开启补气瓶，并调节压力值，压力传感器组监测水合物反应器内的压力并反馈给补气瓶，保证水合物反应器内的压力恒定在设定范围内；

开启气体流量计并设置设定的气体流量值，开启气瓶及其减压阀，设定压力值，开启恒流泵，设置液体流量值，气体进入气液预混器被分散成微气泡，与液体混合后，通过狭窄流道进一步混合，预混后的物料通过进料口不断进入水合物反应器内，物料的体积占水合物反应器的容积的1/4以上，可以不满腔，既能够用于小型实验，又能够用于工业化生产，物料在水合物反应器内的停留时间通过改变恒流泵和气体流量计的流量值控制，关闭气瓶和恒流泵，能够使物料在水合物反应器内长时间停留并反应，反应结束后，水合物进入提前设置好存放温度的背压罐，防止水合物受热分解，最后关闭各设备并缓慢泄压，废液在分离回收器中气液分离，统一收集处理或回收再利用；

反应过程中，实时监控、反馈并调节物料温度、压力，确保水合物反应器内的温度、压力恒定，温度变化由温度传感器组进行监测，压力变化由压力传感器组进行监测。