天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)與反應(yīng)設(shè)備
天然氣水合物概述 NGH儲(chǔ)運(yùn)的基本原理是利用天然氣水合物的 巨大儲(chǔ)氣能力,通過(guò)一定的工藝將天然氣制成固態(tài) 天然氣水合物是在一定溫度、壓力條件下,由水 的水合物,然后將水合物運(yùn)送到儲(chǔ)氣站,在儲(chǔ)氣站氣 分子和碳?xì)錃怏w分子組成的一種類冰的、可燃的、非 化成天然氣供用戶使用。
用于天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)的水合物生成過(guò)程中涉及許多問題:
①進(jìn)入反應(yīng)器的天然氣必須與水和大的分子在有限的反應(yīng)體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速生成反應(yīng);
②如何有效地移走反應(yīng)器內(nèi)水合反應(yīng)放出的熱量;
③反應(yīng)器內(nèi)任一時(shí)刻氣相的組成有別于進(jìn)料的組成。
對(duì)于攪拌、鼓泡(氣體分散)、噴淋(液體分散)等對(duì)水合反應(yīng)速率的影響已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究。許多研究人員用各種尺寸和構(gòu)造不同的反應(yīng)器研究了天然氣的水合反應(yīng)速率。在這些研究中不僅測(cè)定反應(yīng)速率的熱力學(xué)條件不同,而且測(cè)量結(jié)果的表達(dá)方式也有差別。但是不難發(fā)現(xiàn):
①在給定的溫度或過(guò)冷度下,水合速率或者更準(zhǔn)確地說(shuō)水合物固定甲烷的速率隨著過(guò)冷度的增加或壓力的增加而增加;
②低壓下H型水合物固定甲烷的速率可高于高壓下相應(yīng)的I型水合物;
③通過(guò)選單位反應(yīng)體積的客體分子固定速率可以比較不同類型反應(yīng)器生產(chǎn)
能力。生成的NGH經(jīng)脫水后必須被加工成一定的形狀,以提高增加NGH儲(chǔ)存密度。與水合物生成研究相比,對(duì)NGH的處理和加工工藝研究得較少。這一工藝與反應(yīng)器出口的水合物的狀態(tài)(漿態(tài)、濕聚積體或干的粉末)和以后存儲(chǔ)水合物的條件密切相關(guān)。日本兩個(gè)研究小組已經(jīng)開發(fā)了不同的處理/加工工藝。開發(fā)了適用于由噴淋型反應(yīng)器生產(chǎn)的水合物漿(水合物顆粒懸浮在水中)的脫水工藝。他們用氟代烷烴(HFC)水合物代替天然氣水合物,從常用的脫水設(shè)備中篩選出了螺旋壓力式脫水機(jī)作為進(jìn)一步脫水的設(shè)備。脫水過(guò)程必須在溫度稍高于零度和高壓下進(jìn)行,以防止水合物的分解和結(jié)冰。另一小組開發(fā)了水合物造粒工藝:由攪拌鼓泡反應(yīng)器生產(chǎn)的水合物干粉被送到一個(gè)造粒器,造粒器置于冰點(diǎn)溫度以
下,壓力是常壓,水合物粉末被加工成球裝顆粒。
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