天然氣水合物儲運技術與反應設備

天然氣水合物概述 NGH儲運的基本原理是利用天然氣水合物的 巨大儲氣能力，通過一定的工藝將天然氣制成固態 天然氣水合物是在一定溫度、壓力條件下，由水 的水合物，然后將水合物運送到儲氣站，在儲氣站氣 分子和碳氫氣體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運的水合物生成過程中涉及許多問題:

①進入反應器的天然氣必須與水和大的分子在有限的反應體積內實現高速生成反應;

②如何有效地移走反應器內水合反應放出的熱量;

③反應器內任一時刻氣相的組成有別于進料的組成。

對于攪拌、鼓泡(氣體分散)、噴淋(液體分散)等對水合反應速率的影響已經進行了廣泛的研究。許多研究人員用各種尺寸和構造不同的反應器研究了天然氣的水合反應速率。在這些研究中不僅測定反應速率的熱力學條件不同,而且測量結果的表達方式也有差別。但是不難發現:

①在給定的溫度或過冷度下,水合速率或者更準確地說水合物固定甲烷的速率隨著過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的I型水合物;

③通過選單位反應體積的客體分子固定速率可以比較不同類型反應器生產

能力。生成的NGH經脫水后必須被加工成一定的形狀,以提高增加NGH儲存密度。與水合物生成研究相比,對NGH的處理和加工工藝研究得較少。這一工藝與反應器出口的水合物的狀態(漿態、濕聚積體或干的粉末)和以后存儲水合物的條件密切相關。日本兩個研究小組已經開發了不同的處理/加工工藝。開發了適用于由噴淋型反應器生產的水合物漿(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,從常用的脫水設備中篩選出了螺旋壓力式脫水機作為進一步脫水的設備。脫水過程必須在溫度稍高于零度和高壓下進行,以防止水合物的分解和結冰。另一小組開發了水合物造粒工藝:由攪拌鼓泡反應器生產的水合物干粉被送到一個造粒器,造粒器置于冰點溫度以

下,壓力是常壓,水合物粉末被加工成球裝顆粒。

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