[发明专利]一种二氧化碳水合物反应装置及提高其生成效果的方法

说明书

本发明公开了一种二氧化碳水合物反应装置及提高其生成效果的方法，其技术方案：包括供气系统、冷却系统以及高压反应釜，所述供气系统与冷却系统一侧连接，所述冷却系统另一侧与高压反应釜连接，所述供气系统包括二氧化碳供气罐、空气压缩机、第一输送管道以及气体阀门，所述冷却系统包括低温水域冷却槽以及冷却罐；可以将冷却罐内的冷却液温度调到‑4℃—1℃并保持恒定，接着在反应釜中的反应罐内充入300g配比好的干水，将二氧化碳供气罐内的二氧化碳气体排入反应罐内，反应罐内压力保持在2.6MPa—3.5MPa之间，然后开启搅拌电机，使螺旋搅拌叶片开始搅拌，本发明具有结构简单、增加反应速率，缩短诱导时间提高效率的优点。

技术领域

本发明涉及水合物技术领域，特别是一种二氧化碳水合物反应装置及提高其生成效果的方法。

背景技术

现代化工业社会在经过了长期的发展，世界各大国工业化高度发达，工业水平有了长足的进步，但整个工业体系都离不开化石燃料的消耗，废气的排放成为了工业发展形影相随的阴影，这些化石燃料燃料燃烧后放出的大量温室气体二氧化碳导具有吸热和隔热的功能，从而致了全球变暖日益严重。我国是用电用油大国，二氧化碳排放量日益增高，如何在加快节能减排的同时，有效分离回收CO2资源，成为了今后研究可持续发展的主旋律，目前现有的碳分离或捕集技术，能耗大，投入高，利用气体水合物方法来回收和CO2技术成为了一个新方法和新研究方向。

研究表明，水合物是一种笼状晶体包合物，水分子借氢键结合形成笼形结晶，气体分子被包围在晶格之中。常见的气体水合物比如天然气水合物，它是天甲烷于水分在一定的大气条件下形成的白色晶体，外观类似致密的冰雪，密度为0.88～0.90g/cm3，广泛存在于大洋底部。水合物的生成过程十分复杂，存在放热效应，涉及气、液、固三相间传热传质，需要一定的诱导时间，而且整个水合物生成过程还受温度、压力、气体组分、扰动等诸多因素影响。因此，需要设计相应的反应装置以及方法来提高水合物生成效率。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种二氧化碳水合物反应装置及提高其生成效果的方法，具有结构简单、增加反应速率，缩短诱导时间提高效率的优点。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种二氧化碳水合物反应装置，包括供气系统、冷却系统以及高压反应釜，所述供气系统与冷却系统一侧连接，所述冷却系统另一侧与高压反应釜连接，所述供气系统包括二氧化碳供气罐、空气压缩机、第一输送管道以及气体阀门，所述第一输送管道上位于压力阀门输出一侧设有压力表和质量流量计，所述冷却系统包括低温水域冷却槽以及冷却罐，所述冷却罐内盛有冷却液，所述高压反应釜内设有反应罐，所述第一输送管道通入冷却罐内与反应管一端连接，然后第一输送管道延伸至反应罐内，所述第一输送管道上位于进入反应罐入口处设有进气阀，所述反应罐内还设有搅拌装置，所述反应罐上部设有放气阀，所述冷却罐底部设有第一冷却液输送管道和第二冷却液输送管道，所述第一冷却液输送管道和第二冷却液输送管道分别与高压反应釜两侧连接。

本发明进一步设置为：所述第一输送管道延伸至反应罐内部的底部。气体从底部进入，反应更加充分。

本发明进一步设置为：所述反应罐内部设有电热偶温度计。这种电热偶温度计结构简单，使用方便，精确度高，量程范围宽，抗振。

本发明进一步设置为：所述搅拌装置包括搅拌电机和搅拌轴，所述搅拌轴位于反应罐内部，所述搅拌轴上按均匀间隔设置有多个螺旋搅拌叶片。可以提高反应釜内溶液中的气体浓度，促进气液间的相互作用，增加反应速率，缩短诱导时间。

本发明进一步设置为：所述反应罐上侧设有压力测量表，随时测定压力，保持一个稳定的压力值，反应生成效果好。

本发明进一步设置为：所述高压反应釜内部设有夹套。