一种制备天然气水合物浆体的磁控搅拌器的制作方法

本实用新型涉及天然气储运领域，尤其涉及一种制备天然气水合物浆体的磁控搅拌器，具体是一种人工制备天然气水合物浆体的磁控搅拌装置。

背景技术：

水合物是一种特殊的非计量性笼状晶体物质，是由作为主体分子的水分子通过氢键相互结合形成的笼形孔穴将客体分子包络在其中形成的。天然气水合物,又叫可燃冰，是天然气与水在高压低温条件下形成的水合物。天然气水合物有着相当可观的储气率，通常情况下1m³水合物可储存约150～180m³的天然气。同时由于水合物自保护效应的存在，不同形态的水合物可以在-25～-10℃、常压的条件下储存。

天然气水合物生成的动力学过程与结晶有相似的地方，即成核和生长。天然气水合物的成核是指形成了具有临界尺寸的稳定的水合物晶核的过程；关于水合物的生长，指稳定的水合物晶核的成长过程。水合物成核的微观方面机理较为复杂，实验性的测量也难以实现，在晶核形成时，存在诱导期，诱导期的长短则很不确定。当晶核的尺寸到达一定程度之后，即临界尺寸，则是天然气水合物的稳定生长阶段。

水合物成核类似于盐类或者水的结晶过程，处于过冷状态或过饱和状态下的含有表面活性剂的溶液在反应器内流动时，出现亚稳态结晶现象，根据成簇成核模型，管道内气液两相流动时，水分子首先要将液相中的甲烷分子包围起来，并在两相的接触面上形成一些不稳定簇(在水合物的生成过程中起着基块的作用)，并且不稳定簇之间存在着一个快速转变的过程，并逐渐演变为可以继续生长的分子簇，也就是原始晶核，分子簇可以生长，直至达到临界尺寸，随后进入晶核的快速生长期。

根据实验观察发现，反应器内水合物的生成过程是乳状物、粒状物和云状物。当到达一定的反应时间时，反应器内出现乳状物，溶液的粘滞力明显增强，随着反应继续进行液面处出现白色粒状物，此时晶核形成诱导结束；之后晶核聚结，反应器内出现白色团状物，团状物聚集成云状，液面渐渐模糊、白色云状物逐渐蔓延至全反应器。

然而在人工制备天然气水合物过程中，由于天然气水合物制备过程中为带压作业，因此密封问题常常困扰着反应器的设计，常规电动机与反应器直接连接，在连接处做出密封处理，随着反应器的使用，密封部位会造成一定的磨损，更换磨损的反应器会降低工作效率、造成不必要的经济损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种制备天然气水合物浆体的磁控搅拌器，天然气水合物合成过程分为两段：一、原始晶核形成期/诱导期(反应器内出现乳状物，溶液的粘滞力明显增强)，二、晶核的快速生长期/稳定生长期(反应器内出现白色团状物，团状物聚集成云状)，本实用新型主要功能是为人工制备天然气水合物原始晶核形成期/诱导期提供螺旋动力，本实用新型应用了磁控处理，解决了传统生产过程中磨损后更换零部件高成本、低效率的问题，减少了运营成本、提高了人工制备天然气水合物的效率。

本实用新型实施例提供一种制备天然气水合物浆体的磁控搅拌器，包括固定底座、滑道连杆、磁控面板、扇叶底座、柔性螺旋扇叶、圆环滑道、磁铁、扇叶卡槽、扇叶卡销，所述圆环滑道布置于固定底座内部，所述磁控面板通过滑道连杆与圆环滑道相连接，所述磁铁布置于磁控面板内部，所述扇叶底座布置于磁控面板表面，所述扇叶底座上布置有扇叶卡槽，所述柔性螺旋扇叶连接有扇叶卡销，所述扇叶卡销与扇叶卡槽相连接。

所述柔性螺旋扇叶可根据实际生产需求对扇叶的大小、形状、材质、角度等参数进行调整。

优选的，所述柔性螺旋扇叶材质为聚酯、聚苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚醚砜其中的一种。

所述一种制备天然气水合物浆体的磁控搅拌器的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、根据实际生产需求选择柔性螺旋扇叶，将柔性螺旋扇叶通过扇叶卡槽安装至扇叶底座上。

步骤2、将固定底座固定至天然气水合物反应容器内壁。

步骤3、将带有磁控制动板的电动机固定至天然气水合物反应容器外壁。

步骤4、在天然气水合物反应容器内加入配置水并密封，按设定速度注入天然气。

步骤5、启动电动机，带动磁控面板、扇叶底座、柔性螺旋扇叶为天然气水合物反应容器提供螺旋动力。

本实用新型磁控搅拌器应用过程中，所述固定底座、滑道连杆、磁控面板、扇叶底座、柔性螺旋扇叶、圆环滑道、扇叶卡槽、扇叶卡销、天然气水合物反应容器均使用非磁性材料。

本实用新型实施例的一种制备天然气水合物浆体的磁控搅拌器有益效果是：(1)本实用新型使用柔性叶片可减少旋转过程中对水合物晶核的破坏作用，柔性桨叶可随着天然气水合物浆体粘度的增加在旋转过程中进行形变，以此来达到最佳搅拌状态；(2)本实用新型磁控处理，解决了传统生产过程中磨损后更换零部件高成本、低效率的问题，减少了运营成本、提高了人工制备天然气水合物的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为固定底座与圆环滑道布置示意图。

图3为磁控面板与磁铁布置示意图。

图4为扇叶底座与扇叶卡槽布置示意图。

图5为柔性螺旋扇叶与扇叶卡销连接示意图。

图6为磁控搅拌器应用示意图。

附图标号：1、固定底座2、滑道连杆3、磁控面板4、扇叶底座5、柔性螺旋扇叶6、圆环滑道7、磁铁8、扇叶卡槽9、扇叶卡销10、天然气水合物反应容器11、电动机12、磁控制动板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-5所示，本实用新型实施例提供一种制备天然气水合物浆体的磁控搅拌器，包括固定底座1、滑道连杆2、磁控面板3、扇叶底座4、柔性螺旋扇叶5、圆环滑道6、磁铁7、扇叶卡槽8、扇叶卡销9，所述圆环滑道6布置于固定底座1内部，所述磁控面板3通过滑道连杆2与圆环滑道6相连接，所述磁铁7布置于磁控面板3内部，所述扇叶底座4布置于磁控面板3表面，所述扇叶底座4上布置有扇叶卡槽8，所述柔性螺旋扇叶5连接有扇叶卡销9，所述扇叶卡销9与扇叶卡槽8相连接。

如图1-6所示，所述一种制备天然气水合物浆体的磁控搅拌器的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、根据实际生产需求选择柔性螺旋扇叶5，将柔性螺旋扇叶5通过扇叶卡槽8安装至扇叶底座4上。

步骤2、将固定底座1固定至天然气水合物反应容器10内壁。

步骤3、将带有磁控制动板12的电动机11固定至天然气水合物反应容器10外壁。

步骤4、在天然气水合物反应容器10内加入配置水并密封，按设定速度注入天然气。

步骤5、启动电动机11，带动磁控面板3、扇叶底座4、柔性螺旋扇叶5为天然气水合物反应容器10提供螺旋动力。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。