一种水合物法的CH4/CO2分离装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种水合物法的CH4/CO2分离装置及方法，所述装置包括气源、水源以及若干级分离机构，所述气源和水源均与若干级分离机构中第一级分离机构相连接；各级分离机构中的水合反应器的反应温度均高于283K。本发明专利技术通过设置多级分离机构，并且各分离机构的水合反应器中的反应温度均高于283K，这样在实现CH4/CO2的分离的同时可以得到固体的CH4水合物与液体的CO2，使得固体的CH4水合物可以直接进入后续储存利用，简化了工艺流程，减少了设备投入。同时，温度大于283K时，CH4、CO2生成水合物的相平衡压力差值远大于温度小于283K时的2MPa，能够大大提高水合物法分离的效率。

A CH4/CO2 Separation Device and Method for Hydrate Method

【技术实现步骤摘要】
一种水合物法的CH4/CO2分离装置及方法
本专利技术涉及气体分离
，特别涉及一种水合物法的CH4/CO2分离装置及方法。
技术介绍
水合物法是基于CH4、CO2生成水合物相平衡条件差异将CH4和CO2分离，同时得到固体的水合物以便于后续储存运输。水合物法反应一方面仅采用水作为介质，使得CH4和CO2分离成本低；另一方面水合物法反应生成的水合物在常温常压下即可分解，避免了再生能耗需求，总能耗较低。从而，基于水合物反应的上述特点，水合物法被普遍应用于CH4/CO2分离中。目前CH4/CO2分离采用的水合物法均是通过将混合气体中的CO2生成固体水合物，以实现气体分离。然而，在采用水合物法分离得到的CH4后，还需对所述CH4进行二次处理后才能进行存储，这增加了CH4/CO2分离的成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种水合物法的CH4/CO2分离装置及方法，以解决现有水合物法分离CH4/CO2中存在的成本高的问题。本专利技术所采用的技术方案如下：一种水合物法的CH4/CO2分离装置，其包括气源以及若干级分离机构，所述气源与若干级分离机构中第一级分离机构相连接，各级分离机构中均连接有水源，各级分离机构的水合反应器的反应温度均高于283K，原料气通过所述水合物法的CH4/CO2分离装置分离得到CH4水合物和液体CO2。所述水合物法的CH4/CO2分离装置，其中，各级分离机构中的水合反应器的反应压力均高于7MPa。所述水合物法的CH4/CO2分离装置，其中，所述若干级分离机构包括三级CH4分离机构，所述气源和水源均与第一级CH4分离机构相连接，所述第一级CH4分离机构分别与第二级CH4分离机构相连接，所述第二级CH4分离机构与所述第三级CH4分离机构。所述水合物法的CH4/CO2分离装置，其中，所述水合物法的CH4/CO2分离装置还包括CO2分离机构，所述CO2分离机构与所述第一级CH4分离机构相连接，并所述CO2分离机构与所述第二CH4分离机构相连接以形成回路，使得CO2分离机构分离得到气体CH4部分流入第二CH4分离机构，所述第二CH4分离机构分离得到的液体CO2部分流入CO2分离机构。所述水合物法的CH4/CO2分离装置，其中，所述第三级CH4分离机构与所述CO2分离机构连接，以使得第三CH4分离机构分离得到的液体CO2部分流入CO2分离机构。一种水合物法的CH4/CO2分离方法，应用如上任一所述水合物法的CH4/CO2分离装置，所述方法包括：原料气经过第一级分离机构的压缩机与冷凝器进行加压冷凝；加压冷凝后原料气与水混合后通入第一级分离机构的水合反应器进行水合反应，其中，所述水合反应的反应温度高于283K，反应压力高于7MPa；对水合反应得到的生成物进行分离；获取分离得到的第一级分离机构水合物相中CO2的浓度；若CO2的浓度满足第一预设条件，则将分离得到的固体CH4水合物通入储罐进行储运，否则将CH4水合物升温分解通入至第二级CH4分离机构，依次类推直至水合物相中CO2的浓度满足第一预设条件。所述水合物法的CH4/CO2分离方法，其中，所述方法还包括：获取分离得到的液体CO2中CH4的浓度；若CH4的浓度满足第二预设条件，则将分离得到的液体CO2水合物通入储罐进行储运，否则将液体CO2升温分解通入至第二级CO2分离机构，依次类推直至CH4的浓度满足第二预设条件。所述水合物法的CH4/CO2分离方法，其中，所述对水合反应得到的生成物进行分离具体包括：检测生成物中固体CH4水合物密度以及液体CO2密度，并获取所述固水合物体CH4密度、液体CO2密度以及液体水密度的预设要求；根据所述预设要求确定分离工艺，将所述生成物传输至所述所述分离工艺对应的分离装置进行分离。有益效果：与现有技术相比，本专利技术提供了一种水合物法的CH4/CO2分离装置及方法，所述装置包括气源、水源以及若干级分离机构，所述气源和水源均与若干级分离机构中第一级分离机构相连接；各级分离机构中的水合反应器的反应温度均高于283K。本专利技术通过设置多级分离机构，并且各分离机构的水合反应器中的反应温度均高于283K，并且由CH4、CO2生成水合物的相平衡曲线可知，当温度大于283K时，CH4能生成水合物，CO2则以液体状态存在。这样可以在实现CH4/CO2的分离的同时可以得到固体的CH4水合物与液体的CO2，使得固体的CH4水合物可以直接进入后续储存利用，简化了工艺流程，减少了设备投入。同时，温度大于283K时，CH4、CO2生成水合物的相平衡压力差值远大于温度小于283K时的2MPa，能够大大提高水合物法分离的效率。附图说明图1为本专利技术提供的水合物法的CH4/CO2分离装置的一个实施例的结构原理图；图2为本专利技术提供的水合物法的CH4/CO2分离装置的另一个实施例的结构原理图；图3为本专利技术提供的水合物法的CH4/CO2分离装置中分离机构的第一实现方式的结构原理图；图4为本专利技术提供的水合物法的CH4/CO2分离装置中分离机构的第二实现方式的结构原理图；图5为本专利技术提供的水合物法的CH4/CO2分离装置中分离机构的第三实现方式的结构原理图；图6为本专利技术提供的水合物法的CH4/CO2分离装置中分离机构的第四实现方式的结构原理图；图7为本专利技术提供的水合物法的CH4/CO2分离装置中分离机构的第五实现方式的结构原理图；图8为本专利技术提供的水合物法的CH4/CO2分离装置中分离机构的第六实现方式的结构原理图；图9为本专利技术提供的水合物法的CH4/CO2分离装方法的流程示意图。具体实施方式本专利技术提供一种水合物法的CH4/CO2分离装置及方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者间接连接至该另一个部件上。还需说明的是，本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。下面结合附图，通过对实施例的描述，对
技术实现思路
作进一步说明。实施例一本实施例提供了一种水合物法的CH4/CO2分离装置，如图1所示，所述装置包括气源1以及若干级分离机构100，所述气源1与所述若干级分离机构100中的第一级分离机构连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水合物法的CH4/CO2分离装置，其特征在于，其包括气源以及若干级分离机构，所述气源与若干级分离机构中第一级分离机构相连接，各级分离机构中均连接有水源，各级分离机构的水合反应器的反应温度均高于283K，原料气通过所述水合物法的CH4/CO2分离装置分离得到CH4水合物和液体CO2。

【技术特征摘要】
1.一种水合物法的CH4/CO2分离装置，其特征在于，其包括气源以及若干级分离机构，所述气源与若干级分离机构中第一级分离机构相连接，各级分离机构中均连接有水源，各级分离机构的水合反应器的反应温度均高于283K，原料气通过所述水合物法的CH4/CO2分离装置分离得到CH4水合物和液体CO2。2.根据权利要求1所述水合物法的CH4/CO2分离装置，其特征在于，各级分离机构中的水合反应器的反应压力均高于7MPa。3.根据权利要求1所述水合物法的CH4/CO2分离装置，其特征在于，所述若干级分离机构包括三级CH4分离机构，所述气源和水源均与第一级CH4分离机构相连接，所述第一级CH4分离机构分别与第二级CH4分离机构相连接，所述第二级CH4分离机构与所述第三级CH4分离机构。4.根据权利要求3所述水合物法的CH4/CO2分离装置，其特征在于，所述水合物法的CH4/CO2分离装置还包括CO2分离机构，所述CO2分离机构与所述第一级CH4分离机构相连接，并所述CO2分离机构与所述第二CH4分离机构相连接以形成回路，使得CO2分离机构分离得到气体CH4部分流入第二CH4分离机构，所述第二CH4分离机构分离得到的液体CO2部分流入CO2分离机构。5.根据权利要求3所述水合物法的CH4/CO2分离装置，其特征在于，所述第三级CH4分离机构与所述CO2分离机构连接，以使得第三CH4分离机构分离得到的液体CO2部分流入CO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璐伶，樊栓狮，陈秋雄，陈运文，王文想，张万杰，杨光，
申请(专利权)人：深圳市燃气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44