天然气水合物储运技术(NGH)以固态形式实现天然气储运,是一种极富前景的天然气储运技术。理论上1 m3天然气水合物可容纳150~180 Nm3天然气,在压力(1~2 MPa)、温度(-10~-5℃)条件下能够长期储存。天然气水合物自发现以来,研究学者开展了大量的研究工作,主要集中在天然气水合物开采技术、生成机理及小型实验制备研究,针对天然气水合物大规模制备与储运方面的研究较少。本文研究了内螺旋管式反应器,开展天然气(CH4)水合物制备研究,实验原料气为垃圾填埋气及煤层气,探究了天然气水合物生成的工艺条件,获取了天然气水合物的生成规律。针对垃圾填埋气水合物的制备,探究了温度、压力、停留时间、进气流量对水合物生成的影响:温度3.0~6.5℃范围内,温度越低,水合物的生成诱导期越短、储气量越高,3.0℃时生成的水合物储气量最高,达到了 49.1 V·V-1;压力5.0~8.0 MPa范围内,压力越高,水合物的生成诱导期越短、储气能力越高,高压提高水合物生成驱动力,促进了水合物晶核的生长;停留时间50 min和70 min生成的水合物储气量较高、颗粒度较完整;进气流量40~60 m3·h-1范围内,水合物生成诱导时间均为6 min,进气流量40 m3·h-1时生成的水合物储气量最高,为45.2 V·V-1。针对煤层气水合物实验,探究了压力、停留时间、添加剂浓度、进气方式对煤层气水合物生成的影响规律:压力3.0~8.5 MPa范围内,随着压力升高,水合物的储气能力增大,8.5 MPa条件下生成的水合物储气量达到121.5 V·V-1,水合物颗粒较完整;停留时间30~90 min范围内,停留时间90 min生成“干”水合物,水合物颗粒较浓稠,流动性差,储气量达到131.1 V·V-1;SDS浓度0~500 ppm范围内,SDS浓度300 ppm时对水合物的生成促进作用最佳,生成的水合物储气量达到了 107.2 V·V-1,SDS显著缩短了水合物生成诱导时间、提高了水合物储气能力,而纯水体系没有生成水合物;间歇式进气相比连续式进气:煤层气水合物生成诱导时间缩短、平均反应速率增大、储气能力提高,间歇式进气方式更有利于煤层气水合物的生成。