[0003] 本发明为了弥补现有技术的不足,提供了一种结构简单、运行可靠、成本低、节能环保、安全可控无污染物排放的海床可燃冰的收集办法以及系统。
[0004] 本发明是通过以下技术方案实现的:通过海上甲烷收集船释放一个倒漏斗形的由高强度金属丝编织而成的甲烷收集器到水底,也就是将收集器扣在海床上面的可燃冰堆积层,收集器内部的底部有一个热水或热气注入管道,不断向收集器底部注入高温海水或者水蒸气,加热并分解可燃冰,分解后的甲烷通过收集器内部顶端的甲烷输出管道不断输送到甲烷收集船上,经过冷却制成液化天然气LNG或者重新制成可燃冰,也可以压缩成压缩天然气CNG储存,所收集甲烷的一部分用来加热向收集器中注入的海水,甲烷收集船拖动水底的甲烷收集器缓慢移动,整个收集过程可以连续规模化生产。
[0005] 本发明的有益效果是:1、由于本发明是通过向收集器中注入热海水或者水蒸气,使可燃冰受热分解来完成气体收集的,在收集的过程中只要停止注入高温海水或者水蒸气,可燃冰就会在短时间内停止其分解过程,不会造成甲烷的泄漏。2、所收集的部分甲烷在燃烧加热炉内燃烧后加热海水,注入海床的高温海水或者水蒸气的热量一部分被可燃冰吸收,剩余部分上升到上面以后经过换热器换热再次加热海水得到循环利用。甲烷燃烧后产生的高温废气经过储水罐后再排到大气中,废气中的水分和热量再次得到吸收和利用,整套系统绝大多数管路和容器罐采用保温措施,几乎没有热能的浪费。3、该系统采用柴油发电机组供电,造价低,运行可靠,维护方便。4、该系统只是收集海床上面的可燃冰,不会造成海床坍塌。5、所收集的甲烷没有散发到大气中,经过多次循环利用达到收集率最大化。6、该系统燃烧产生的废气中的大部分二氧化碳混入储水罐内的海水中,变成碳酸再次注入海床。排放物只有少量二氧化碳。其他废弃物全部回填海床下面得到再利用,无污染物排放。
[0006] (一)附图说明
[0007] 附图1为本发明海床可燃冰收集办法及系统的示意图;
[0008] 附图2为本发明海床可燃冰收集办法及系统的简化示意图;
[0009] 其中:1热水或热气输入管道,2增压水泵,3燃烧加热炉,4增压风机,5储水罐,6柴油发电机组,7氮气压缩制冷机,8储存罐,9气体压缩分离器,10换热器,11甲烷收集船,12甲烷输出管道,13供水泵,14控制中心,15收集器,16缆绳。
[0010] (二)具体实施方式
[0011] 如图1、2所示为本发明海床可燃冰收集办法及系统的一种具体实施例。其设备包括:热水或热气输入管道(1),增压水泵(2),燃烧加热炉(3),增压风机(4),储水罐(5),柴油发电机组(6),氮气压缩制冷机(7),储存罐(8),气体压缩分离器(9),换热器(10),甲烷收集船(11),甲烷输出管道(12),供水泵(13),控制中心(14),收集器(15)和缆绳(16)。
[0012] 收集过程是通过海上甲烷收集船释放一个倒漏斗形的甲烷收集器(15)到水底,也就是将甲烷收集器扣在海床上面的可燃冰堆积层的上面,甲烷收集器内部的底部有一个热水或热气输入管道(1),不断向收集器底部注入高温海水或者水蒸气,加热并分解可燃冰,分解后的甲烷通过甲烷收集器内部顶端的甲烷输出管道(12)不断输送到甲烷收集船(11)上,进入换热器(10)进行冷却;甲烷经换热器(10)冷却后分离出的冷凝水流进储水罐(5)内。
[0013] 甲烷经换热器(10)冷却,再经过气体压缩分离器(9)压缩并分离出其中的水分后,经过流量控制分配阀分配,大部分甲烷经过氮气压缩制冷机(7)冷却到-162℃后变成液态天然气LNG,或者再次变成可燃冰,也可以压缩成压缩天然气CNG输送到储存罐(8)中等待转运。小部分输送到燃烧加热炉(3)内燃烧并加热海水。
[0014] 燃烧加热炉(3)最初可以用现成的甲烷作为燃料燃烧,加热海水。燃烧加热炉(3)内甲烷燃烧后产生的高温废气(主要成分是二氧化碳、少量硫化物和水蒸气)经过增压风机(4)增压,进入储水罐(5)中,废气中的热量再次加热海水;废气中的水蒸气变成液态水,硫化物也溶入水;废气中的大部分二氧化碳变成碳酸混合入罐内的海水中,再次注入海床。排放物只有少量二氧化碳。
[0015] 该系统的运行特别是各个管路的流量是由控制中心(14)进行整体控制的。
[0016] 储水罐(5)中的海水主要由供水泵(13)从表层海水中汲取,经换热器(10)加热后提供的。
[0017] 热水或热气输入管道(1)是根据海床出气量的多少和海水回填需要决定输入热水还是热水蒸气的。
[0018] 随着热水或热气的不断注入,收集器下面的可燃冰会不断分解,收集船要拖着收集器将整个矿层逐层收集。
[0019] 为了减少热量损失,该系统所有输送管路和容器罐外面都要作保温隔热处理。
[0020] 该系统的简化运转方式是,加热后的热水和水蒸气经过热水或热气输入管道(1),源源不断地注入海床,气态甲烷源源不断地从甲烷输出管道(12)生产出来。