установка для получения газовых гидратов

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗОВЫХ ГИДРАТОВ, содержащая кристаллизатор с охлаждающей рубашкой, трубопроводы для подвода воды и гидратообразующего газа, отличающаяся тем, что установка снабжена сосудом для предварительного насыщения жидкости газом, установленным на вибраторе, подсоединенным к трубопроводам для воды и газа и герметично соединенным с кристаллизатором, при этом охлаждающая рубашка последнего предназначена для подачи жидкости с температурой на криогенном уровне.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам, служащим для получения газовых гидратов, и может быть использовано для охлаждения и газирования напитков, а также в технологических процессах химической и топливной отраслях, где требуется получение и хранение твердых многокомпонентных систем.

Известна установка для получения гидратов при различных давлениях и температурах. Она состоит из следующих основных узлов: медной трубки, термостата, кварцевого реактора, дозатора воды, сепаратора, счетчика расхода газа.

Недостатком приведенного устройства является малая смешиваемость жидкости с газом, что ведет к низкому содержанию газа в гидратах.

Наиболее близким к заявляемому является установка, содержащая кристаллизатор с охлаждающей рубашкой, приводную мешалку и патрубки для подвода под давление (Р=15 атм) воды и газа в соотношении 3:1. Гидратообразование происходит в кристаллизаторе при +1^oC. Последовательно с кристаллизатором установлены устройство для осушения и дозирования газовых гидратов и холодильная камера. Корпус устройства для осушения и дозирования газовых гидратов сообщен с кристаллизатором водяным трубопроводом с регулирующим вентилем.

Недостатком описанного устройства является длительный процесс образования газовых гидратов с низким содержанием в них газа, а также высокие давления в процессе, необходимые для гидратообразования.

Целью изобретения является повышение скорости гидратообразования, увеличение и регулирование концентрации газа в жидкости и снижение давления в процессе.

Цель достигается тем, что в устройстве для производства газовых гидратов, содержащем кристаллизатор с охлаждающей рубашкой, трубопроводы для подвода воды и гидратообразующего газа, согласно изобретению предусмотрена установка, содержащая сосуд для предварительного насыщения жидкости газом, установленный на вибраторе и присоединенные к трубопроводам для подачи воды и газа, герметично соединенный с кристаллизатором, при этом охлаждающая рубашка последнего предназначена для подачи жидкости с температурой на криогенном уровне.

Известны устройства, служащие для получения газовых гидратов путем насыщения жидкости газом под давлением. Однако применение сосуда для предварительного насыщения жидкости газом, установленного на вибраторе, присоединенным к трубопроводам для подачи жидкости и газа, герметично соединенным с кристаллизатором, в охлаждающую рубашку которого подается криогенная жидкость, для достижения этих целей не были обнаружены в патентной и технической литературе. На этом основании сделан вывод, что заявляемое решение отвечает признаку "существенные отличия".

На чертеже приведен общий вид предложенной установки для получения газовых гидратов.

Установка содержит сосуд 1 для предварительного насыщения жидкости газом, установленный на вибраторе 2. Жидкость подается в сосуд по трубке 3 через распылитель 4. Подвод газа происходит по трубке 5 и частично отводится по трубке 6 в зависимости от необходимого соотношения газа и жидкости. Газожидкостная смесь по трубопроводу 7, герметично связанному с кристаллизатором 8, сливается в его полсть. Кристаллизатор имеет охлаждающую рубашку 9.

Работа установки заключается в следующем. В сосуд 1, предварительно заполненный водой, вводится порция газа. После чего включается вибратор 2. Одновременно подается газ по трубке 5. Под воздействием вибрации жидкость захватывает свободной поверхностью газ, пузырьки которого мигрируют к днищу сосуда. По мере насыщения жидкости газом, когда количество его достигнет некоторого критического уровня, движение пузырьков из поступательного преобразуется в беспорядочное, жидкость мгновенно турбулизируется, преобразуясь в газожидкостную смесь, растворяя в себе и газ, подаваемый по трубке 5. При этом содержание газа в жидкости получается на несколько порядков выше, чем в прототипе, соотношение растворенного газа в жидкости может составлять (3: 1,6: 1,8: 1) в зависимости от амплитуды и частоты, создаваемой вибратором 2. Процесс насыщения жидкости газом завершается за 5-10 с. Далее газожидкостная смесь по трубопроводу 7 направляется в кристаллизатор 8, где происходит ее мгновенная кристаллизация за счет большой разности температур направляемой в кристаллизатор газожидкостной смеси и охлаждающий кристаллизатор криогенной жидкости. Образуется газогидрат. Время насыщения газом жидкости регулируется количеством подаваемого газа и параметрами процесса вибротурбулизации (частотой и амплитудой колебаний). Концентрация газа в жидкости изменяется посредством подачи газа (и отвода газа) через трубопровод 5 и 6, что достигается открытием и закрытием находящихся на трубопроводах вентилей.

Давление в процессе не повышается, Данная установка позволяет увеличить скорость процесса гидратообразования, снизить давление в процессе и увеличить концентрацию газа в жидкости, а при необходимости осуществлять регулирование соотношения газ-жидкость.