[发明专利]煤基天然气水合物浆及其制备方法

说明书

本发明公开了一种煤基天然气水合物浆及其制备方法。本煤基天然气水合物浆包括混合有天然气的水煤浆，该水煤浆采用褐煤、烟煤或无烟煤的粉末与水、添加剂在反应釜中高速搅拌而成，水煤浆中水的质量分数为50％～80％。本发明提出的煤基天然气水合物浆，将煤浆与天然气在低温条件下生成煤基天然气水合物浆，水煤浆天然气水合物生产成本低、流动性优良、能量密度大，可以储存大量的天然气。本煤基天然气水合物浆可以在0℃以上生成并储存，同时能借助管道或者高压罐完成管道运输，具有燃料的高热值和液体的流动性，可实现对煤粉和天然气的高效储存与流态运输。

技术领域

本发明涉及水天然气的储运技术，具体涉及一种煤基天然气水合物浆及其制备方法。

背景技术

天然气作为绿色清洁能源，不仅可用作城市燃气和工业燃料，也是重要的化工燃料。而实现天然气的大规模应用的前提则是其高效储运技术的开发。随着全球范围内天然气水合物的大量发现，人们尝试以水合物的方式储运天然气。

将天然气转化为天然气水合物是一种良好的储运天然气的方式，其原理是利用自由水作为生成天然气水合物的原料，将其置于密闭搅拌反应容器中通入一定压力的天然气，经反应得到一种流态燃料，在这种燃料中天然气是以固态的形式存在的，极大地减小了气态天然气所占体积，从而在这个过程中完成了对天然气的固化储存。然而，天然气水合物不易形成，尤其在没有任何添加剂和促进其快速生成的介质的情况下。目前，实际水合储气速率低、储气密度低、水合物转移困难等是限制水合物储运天然气工业化应用的主要问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种煤基天然气水合物浆及其制备方法，旨在将天然气转化为天然气水合物进行运输，同时其储气密度高。

为实现上述目的，本发明提供一种煤基天然气水合物浆，包括混合有天然气的水煤浆，该水煤浆采用褐煤、烟煤或无烟煤的粉末与水、添加剂在反应釜中高速搅拌而成，水煤浆中水的质量分数为50％～80％，水煤浆置入反应釜中并通入天然气，搅拌制成煤基天然气水合物浆。

优选地，褐煤、烟煤或无烟煤的粉末粒径为10μm～30μm。

优选地，所述添加剂为聚萘甲醛磺酸钠、木质素磺酸钠、腐殖酸钠、聚丙烯酸钠、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠中一种或几种物质，添加剂占煤基天然气水合物浆的质量分数为0.5％～2.5％。

优选地，将水煤浆在273K～285K条件下，通入2MPa～10MPa天然气，搅拌生成煤基天然气水合物浆，煤基天然气水合物浆中水合物颗粒直径在 50μm～200μm之间，搅拌速度控制在500r/m～1000r/m。

本发明进一步提出一种煤基天然气水合物浆的制备方法，将褐煤、烟煤或无烟煤的粉末与水、添加剂在反应釜中搅拌成水煤浆，然后将水煤浆置于反应釜中通入天然气，搅拌制成煤基天然气水合物浆。

优选地，褐煤、烟煤或无烟煤的粉末粒径为10μm～30μm。

优选地，所述添加剂为聚萘甲醛磺酸钠、木质素磺酸钠、腐殖酸钠、聚丙烯酸钠、焦磷酸钠、十二烷基硫酸钠中一种或几种物质，添加剂占煤基天然气水合物浆的质量分数为0.5％～2.5％。

优选地，将水煤浆在273K～285K条件下，通入2MPa～10MPa天然气，搅拌生成煤基天然气水合物浆，水合物颗粒直径在50μm～200μm之间，搅拌速度控制在500r/m～1000r/m。

本发明提出的煤基天然气水合物浆，将煤浆与天然气在低温条件下生成煤基天然气水合物浆，制备出一种浆体二元燃料，水煤浆天然气水合物生产成本低、流动性优良、能量密度大，可以储存大量的天然气。本煤基天然气水合物浆可以在0℃以上生成并储存，同时能借助管道或者高压罐完成管道运输，兼有煤浆与水合物浆的流动和含能特性，具有燃料的高热值(比传统天然气水合物能量密度更高)和液体的流动性，可实现对煤粉和天然气的高效储存与流态运输。

具体实施方式