北京世紀(jì)森朗公司,，水合物反應(yīng)系統(tǒng)適用于CH4水合物與CO2水合物實(shí)驗(yàn)體系,，由反應(yīng)系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng),、加熱系統(tǒng),、備壓系統(tǒng)、真空系統(tǒng)組成,。
天然氣水合物是甲烷氣與水在低溫,、高壓條件下生成的一種非化學(xué)計(jì)量的籠形固態(tài)化合物，其普遍存在于深海地層和永久凍土層中,。除了分布廣泛,，可燃冰的資源儲量也十分巨大，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的預(yù)估可燃冰資源量相當(dāng)于全球已探明傳統(tǒng)化石燃料碳總量的兩倍,，為了滿足不斷增長的能源需求,，人們不約而同地把目光投向海洋可燃冰開采和深層鉆井開采等領(lǐng)域,。但是如何經(jīng)濟(jì)高效、安全地將天然氣從水合物中開采出來是決定該能源大規(guī)模利用的前提條件,。
關(guān)于開采天然氣水合物的方法有熱激法,、降壓法、注抑制劑法和置換法等,，熱激法和降壓法分別通過提高溫度和降低壓力使得天然氣水合物分解,；抑制劑是向天然氣水合物層中注入某些化學(xué)試劑,如鹽水、甲醇,、乙二醇,、丙三醇等,從而破壞天然氣水合物藏的相平衡條件,促使天然氣水合物分解；CO2置換開采法主要是將CO2注入到天然氣水合物儲藏置換開采出天然氣,，同時(shí)將CO2氣體以水合物的形式埋存于海底,。這樣既可以開采甲烷同時(shí)封存并減少CO2。無論是直接注熱還是降壓,、置換以上各種天然氣水合物開采方法均涉及能量變化過程,，能量效率也成為了衡量天然氣水合物開采方法經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要指標(biāo)。
獲得天然氣水合物開采過程中注熱量與產(chǎn)熱量的定量關(guān)系,，對于指導(dǎo)水合物開采過程,，提高開采的效率及經(jīng)濟(jì)性極具價(jià)值。目前利用注熱等方法開采天然氣水合物的實(shí)驗(yàn)室研究往往也都需要進(jìn)行熱量衡算,。然而目前實(shí)驗(yàn)用的反應(yīng)釜內(nèi)部都與外界環(huán)境都存在著熱交換,，因此實(shí)驗(yàn)注入的熱量并未完全被吸收利用，會(huì)有一部分熱量散失到環(huán)境中,，并且隨著外界環(huán)境的變化,，反應(yīng)釜內(nèi)部與環(huán)境的傳熱速率也發(fā)生改變，散失的熱量也會(huì)發(fā)生改變,，這對于實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性及準(zhǔn)確性都是不利的,，因此在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下很難準(zhǔn)確獲得天然氣水合物的吸熱量與產(chǎn)熱量的定量關(guān)系。為了避免不必要的能量損失,、探究注熱量與水合物產(chǎn)熱量的定量關(guān)系以及研究絕熱環(huán)境中天然氣水合物置換開采過程,，減弱反應(yīng)釜內(nèi)外的熱交換、提高反應(yīng)釜的絕熱性尤其重要,，因而世紀(jì)森朗水合物反應(yīng)系統(tǒng),，營造了一個(gè)絕熱環(huán)境，滿足絕熱反應(yīng)的操作要求,，可用于天然氣水合物的注熱,、降壓、置換等各種實(shí)驗(yàn)研究,。
世紀(jì)森朗高低溫水合物反應(yīng)系統(tǒng)操作過程及方法：
打開反應(yīng)釜的釜蓋,，向釜內(nèi)加入蒸餾水后固定反應(yīng)釜卡環(huán),，密封反應(yīng)釜。再通過反應(yīng)釜上端的進(jìn)氣口輸入甲烷氣體至10MPa,，將攪拌槳開啟,，轉(zhuǎn)速設(shè)定為500r/min，再打開油浴循環(huán)設(shè)備,，進(jìn)行溫度控制,，油浴設(shè)備的供液口和內(nèi)層夾套進(jìn)液口連接，回液口與內(nèi)層夾套出液口連接,，通過在內(nèi)層夾套內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)熱介質(zhì)的循環(huán)來控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度,，控制溫度設(shè)定為2℃。以上操作完成后,，實(shí)時(shí)監(jiān)控記錄反應(yīng)釜內(nèi)的溫度壓力數(shù)據(jù),，獲得水合物生成進(jìn)度。待反應(yīng)釜內(nèi)壓力穩(wěn)定在4MPa后,，視為水合物生成完成,，之后解除內(nèi)層夾套與油浴循環(huán)設(shè)備的連接，并將內(nèi)層夾套中的導(dǎo)熱介質(zhì)排空,，密封內(nèi)層夾套的下部開口,，利用真空泵通過內(nèi)層夾套的上部開口對夾套進(jìn)行抽真空操作,，待內(nèi)層夾套內(nèi)壓力低于10pa后將內(nèi)層夾套的上部開口密封,，這樣便形成了一個(gè)真空體系。之后將外部空氣浴加熱打開,，且水浴設(shè)備的控制溫度由反應(yīng)釜內(nèi)的溫度傳感器提供反饋,，與反應(yīng)釜內(nèi)實(shí)時(shí)溫度保持一致，減少了反應(yīng)釜內(nèi)外溫差,，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)釜內(nèi)的絕熱,。在釜內(nèi)水合物溫度為2℃，外界環(huán)境溫度30℃且不進(jìn)行其他操作的情況下,，該絕熱反應(yīng)釜可使釜內(nèi)的水合物日分解量低于5%,，釜內(nèi)的水合物生成量及分解量可利用所獲得的溫度壓力數(shù)據(jù)通過PR方程計(jì)算得出，并且在釜內(nèi)溫度2℃,，環(huán)境溫度30℃的條件下,，該反應(yīng)釜能使得反應(yīng)釜內(nèi)溫度自然上升速率低于1℃/天，滿足水合物絕熱實(shí)驗(yàn)需求,。
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