CN106669553A - 一种往复翻转式生成均匀气体水合物的实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种往复翻转式生成均匀气体水合物的实验装置，包括供气单元、温度控制单元、反应釜、往复翻转式搅拌单元、排气单元和数据采集处理单元，所述供气单元包括气瓶罐和进气阀，用于向反应釜中注入气体；所述温度控制单元包括恒温水浴，其配备有用于放置反应釜的水夹套，用于控制反应釜的温度；所述排气单元包括真空泵和排气阀，用于排出反应釜的气体；所述数据采集处理单元包括温度传感器、压力传感器、数据采集控制器和计算机；所述往复翻转式搅拌单元包括往复翻转式搅拌装置。本发明可以生成完全且均匀的气体水合物，提高气体储运的效率；反应容器中没有机械搅拌浆或磁子的残留，反应容器可以直接取出，进行下一步运输操作。

Description

一种往复翻转式生成均匀气体水合物的实验装置
技术领域
本发明属于气体水合物生成技术领域，具体是一种往复翻转式生成均匀气体水合物的实验装置。
背景技术
气体水合物是由气体分子(如甲烷、二氧化碳、氮气、硫化氢等)与水在一定温度和压力(一般为低温高压)下生成的非化学计量的固体结晶物质。气体水合物是一种高密度能量物质，具有制备技术条件简单、性能稳定、储存安全等特点。近年来，随着气体水合物研究的深入，发现利用气体水合物进行气体分离及储运可以成为一种新型高效的工业技术。
常规制备水合物样品均采用单纯的注水注气生成方式，并且通常采取从一个或少数几个点注入气液的方式，气液在沉积物中的分布具有很大的随机性，导致水合物生成以后在沉积物中呈非均匀分布状态。
在研究中，发现搅拌对水合物的生成动力学性质，特别是诱导时间和储气量的影响很大。目前现有的搅拌技术均为内部机械搅拌或磁力搅拌。搅拌时，反应容器内部放置有机械搅拌浆或磁子。这两种方式都存在缺点：一是气水界面水合物的生成结块会阻碍下部水合物的继续生成，机械搅拌浆或磁子也会被生成的水合物块固结，无法完成搅拌混合任务；二是在水合物生成后的运输过程中，机械搅拌浆或磁子与水合物连成一体，无法取出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种往复翻转式生成均匀气体水合物的实验装置，以生成完全均匀的气体水合物。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种往复翻转式生成均匀气体水合物的实验装置，包括供气单元、温度控制单元、反应釜、往复翻转式搅拌单元、排气单元和数据采集处理单元，所述供气单元包括气瓶罐和进气阀，用于向反应釜中注入气体；所述温度控制单元包括恒温水浴，其配备有用于放置反应釜的水夹套，用于控制反应釜的温度；所述排气单元包括真空泵和排气阀，用于排出反应釜的气体；所述数据采集处理单元包括温度传感器、压力传感器、数据采集控制器和计算机，所述数据采集控制器通过温度传感器和压力传感器自动测量反应釜中的温度和压力，并将其送往计算机进行处理；所述往复翻转式搅拌单元包括往复翻转式搅拌装置，所述往复翻转式搅拌装置可使反应釜进行180度的往复式上下翻转。
进一步地，所述往复翻转式搅拌单元还包括搅拌控制台，所述搅拌控制台用于对往复翻转式搅拌装置的速度进行调整。
气体水合物生成实验采用恒容法进行。将装有待反应水的反应釜和供气管线抽真空后，开启进气阀门充入待反应气体；关闭所有阀门口，启动温度控制单元和往复翻转式搅拌单元，进行水合物生成过程。通过数据采集处理可以判断反应釜中体系的水合物生成进展。待反应完全结束，可以取出反应釜，进行水合物法气体储运应用。
与现有技术相比，本发明的实验装置具有如下优点：
1.通过往复翻转式搅拌单元，使反应釜进行180度的往复式上下翻转，利用重力来使气液充分混合，从而实现生成完全且均匀的气体水合物，提高气体储运的效率；
2.反应容器中没有机械搅拌浆或磁子的残留，反应容器可以直接取出，进行下一步运输操作。
附图说明
图1是本发明的实验***流程示意图；
图中附图标记含义；1、气瓶罐，2、进气阀，3、恒温水浴，4、反应釜，5、数据采集处理装置，6、计算机，7、真空泵，8、排气阀，9、往复翻转式搅拌装置。
具体实施方式
实施例
参阅图1，一种往复翻转式生成均匀气体水合物的实验装置，包括供气单元、温度控制单元、反应釜、往复翻转式搅拌单元、排气单元和数据采集处理单元，所述供气单元包括气瓶罐1和进气阀2，用于向反应釜4中注入气体；所述温度控制单元包括恒温水浴3，其配备有用于放置反应釜的水夹套，用于控制反应釜4的温度；所述排气单元包括真空泵7和排气阀8，用于排出反应釜4的气体；所述数据采集处理单元包括温度传感器、压力传感器、数据采集控制器5和计算机6，所述数据采集控制器通过温度传感器和压力传感器自动测量反应釜4中的温度和压力，并将其送往计算机6进行处理；所述往复翻转式搅拌单元包括往复翻转式搅拌装置9，所述往复翻转式搅拌装置9可使反应釜4进行180度的往复式上下翻转。
其中，所述往复翻转式搅拌单元还包括搅拌控制台，所述搅拌控制台用于对往复翻转式搅拌装置9的速度进行调整。
本实施实例中生成均匀气体水合物的过程包括如下步骤：
1.将反应釜4中放入待反应水；
2.打开排气阀8，并启动真空泵7，排出反应釜及管路中的空气后关闭排气阀8和真空泵7；
3.打开进气阀2，向反应釜4中充入反应气体至预定压力后关闭进气阀2；
4.启动恒温水浴3和往复翻转式搅拌装置9，使气体和水在反应釜4中发生水合反应；
5.当数据采集处理装置5和计算机6显示***运行达到稳态平衡后，关闭恒温水浴3和往复翻转式搅拌装置9。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (2)

1.一种往复翻转式生成均匀气体水合物的实验装置，其特征在于：包括供气单元、温度控制单元、反应釜、往复翻转式搅拌单元、排气单元和数据采集处理单元，所述供气单元包括气瓶罐(1)和进气阀(2)，用于向反应釜(4)中注入气体；所述温度控制单元包括恒温水浴(3)，其配备有用于放置反应釜的水夹套，用于控制反应釜(4)的温度；所述排气单元包括真空泵(7)和排气阀(8)，用于排出反应釜(4)的气体；所述数据采集处理单元包括温度传感器、压力传感器、数据采集控制器(5)和计算机(6)，所述数据采集控制器通过温度传感器和压力传感器自动测量反应釜(4)中的温度和压力，并将其送往计算机(6)进行处理；所述往复翻转式搅拌单元包括往复翻转式搅拌装置(9)，所述往复翻转式搅拌装置(9)可使反应釜(4)进行180度的往复式上下翻转。
2.根据权利要求1所述的往复翻转式生成均匀气体水合物的实验装置，其特征在于：所述往复翻转式搅拌单元还包括搅拌控制台，所述搅拌控制台用于对往复翻转式搅拌装置(9)的速度进行调整。
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