本發(fā)明提供了一種用于形成氣體水合物的設(shè)備，該設(shè)備包括：包括水合物形成區(qū)和水合物造粒區(qū)的腔室，水合物形成區(qū)和水合物造粒區(qū)通過高壓閥分開；與水合物形成區(qū)流體連通的空氣入口；與水合物形成區(qū)流體連通的液體入口；活塞或擠出機，其可移動通過水合物形成區(qū)和水合物造粒區(qū)并構(gòu)造成將在水合物形成區(qū)中形成的氣體水合物轉(zhuǎn)移至水合物造粒區(qū)以形成氣體水合物顆粒；水合物出口，用于收集形成的氣體水合物，其中水合物出口連接至水合物造粒區(qū)。還提供了形成氣體水合物的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種形成氣體水合物的設(shè)備和一種形成氣體水合物的方法。

背景技術(shù)

天然氣(NG)是最清潔的燃燒化石燃料，由于與使用煤炭和石油相比，減少了二氧化碳的排放，因此在全球范圍內(nèi)被用作能源。但是，通常通過天然氣管道進行的天然氣運輸帶來了問題。因此，NG通常以壓縮氣體形式作為壓縮天然氣(CNG)或以液體形式作為液化天然氣(LNG)存儲和運輸。

用于運輸液化天然氣和液化天然氣存儲的液化天然氣載體通常是需要在約-160℃的極低溫度下存儲液化天然氣的低溫船和儲罐。這導致高能耗并因此導致高成本。另一方面，CNG具有非常高的壓力要求，約為200巴以上。由于設(shè)計高壓和大容量儲罐的高昂成本，這使得CNG不切實際。此外，CNG天生具有爆炸性和易燃性。

存儲天然氣的另一種選擇是以固態(tài)天然氣(SNG)的形式，其中天然氣以籠形水合物的形式儲存。SNG是運輸和存儲NG的可行替代品，并且在非常溫和的條件下可以實現(xiàn)更高的能量存儲密度，并且與LNG和CNG相比，它更加環(huán)保。然而，大規(guī)模形成水合物一直是挑戰(zhàn)。這是由于水合物形成速率低和水向水合物轉(zhuǎn)化率低所致。此外，將水合物存儲在約-20℃的溫度下也是該技術(shù)大規(guī)模商業(yè)化的主要障礙。

因此，需要用于形成氣體水合物的改進的設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明試圖解決這些問題，和/或提供一種形成氣體水合物的改進的設(shè)備和方法。

根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種用于形成氣體水合物的設(shè)備，該設(shè)備包括：

-包括水合物形成區(qū)和水合物造粒區(qū)的腔室，水合物形成區(qū)和水合物造粒區(qū)由高壓閥分開；

-與水合物形成區(qū)流體連通的氣體入口；

-與水合物形成區(qū)流體連通的液體入口；

-活塞或擠出機，可移動通過水合物形成區(qū)和水合物造粒區(qū)并構(gòu)造成將在水合物形成區(qū)中形成的氣體水合物轉(zhuǎn)移至水合物造粒區(qū)以形成氣體水合物顆粒；和

-用于收集形成的氣體水合物的水合物出口，其中所述水合物出口連接至水合物造粒區(qū)。

根據(jù)特定方面，水合物形成區(qū)和水合物造粒區(qū)中的每一個可以包括冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)構(gòu)造成使冷卻液體循環(huán)通過冷卻系統(tǒng)，從而將水合物形成區(qū)和水合物造粒區(qū)分別保持在第一預定溫度和第二預定溫度。

腔室還可包括壓力釋放閥，該壓力釋放閥構(gòu)造成控制腔室中的壓力。壓力釋放閥可以是用于本發(fā)明目的的任何合適的閥。根據(jù)另一特定方面，高壓閥可以是任何合適的高壓閥。特別地，高壓閥可以是但不限于：閘閥、球閥或其組合。

活塞或擠出機可構(gòu)造成將在水合物形成區(qū)中形成的氣體水合物轉(zhuǎn)移至水合物造粒區(qū)中的顆粒模具模具，以形成氣體水合物顆粒。根據(jù)特定方面，水合物造粒區(qū)可以包括配置為形成氣體水合物顆粒的打料模具。

該設(shè)備可以進一步包括與水合物造粒區(qū)流體連通的液體出口，用于排出殘留液體。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種形成氣體水合物的方法，該方法包括：

-將水合物形成液體供給至與水合物形成區(qū)流體連通的液體入口；

-將氣體注入與水合物形成區(qū)流體連通的氣體入口；