CN116731760B - 一种低浓度煤层气气水合物法循环提纯*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，包括煤矿和低浓度煤层气，过滤器的输出端经管道安装有增压压缩机，预处理设备的输出端安装有管束反应器，管束反应器的顶端安装有进水管，管束反应器的顶部表面安装有排气管，进料管的一端经管阀组件安装有添加设备，排料管的输出端经管道安装有分离器，分离器的侧边经管道安装有水气分解器，分离器的顶端经管道安装有废气处理设备，水气分解器的顶端经管道安装有高浓度储罐，第一排水管和第二排水管并联安装有水循环设备。本发明通过设置有一系列的结构，使得该***，借助低温处理、水循环和气体循环等处理，可提高煤层气浓度的同时可制成天然气水合物，提高水气利用率。

Description

一种低浓度煤层气气水合物法循环提纯***

技术领域

本发明涉及煤层气提纯技术领域，具体为一种低浓度煤层气气水合物法循环提纯***。

背景技术

煤层气，俗称瓦斯，主要成分是甲烷，属于非常规天然气，作为与煤伴生、共生的气体资源，实际矿产资源丰富。只是相应的，煤层气空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会***，这是煤矿瓦斯***事故的根源。煤层气直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在对煤层气进行利用的过程中，实际煤层气的浓度一般较低，无法直接使用，因此需要借助特殊的工艺对煤层气浓度进行提升，如气水合物法进行提纯。

在利用气水合物法提纯水煤气时往往会使用冷却换热的方式对煤层气进行降温，而这一工艺中很容易消耗制冷剂的同时，实际生产形式较为单一，如仅能生产气水化合物，如果要生产高浓度的煤层气，则需要使用另一***进行生产。此外，现有工艺中存在采用冷水作为制冷剂的方式，只是在反应器中冷水是采用喷淋的方式进行的，为了保证水体与气体充分接触，经常性的采用鼓气的方式保证气体均匀分散在反应器中，进而提高水气接触面积，只是相应的操作极容易对管道造成气蚀等问题，需经常性的检修，而先用的反应器设备体积较大，给检修带来极大的不便。

在气水合物制备时，往往需要进行排废气操作，而单纯的采用喷淋来进行气水接触，极容易造成废气中含有部分未反应的煤层气，由此造成煤层气浪费，降低了转化率的同时，如果废气单纯的向外排放，很容易造成外部环境污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，包括煤矿和煤矿产生的低浓度煤层气，低浓度煤层气经过滤器进行过滤处理，所述过滤器的输出端经管道安装有增压压缩机，所述增压压缩机的输出端安装有预处理设备，所述预处理设备的输出端安装有管束反应器，所述管束反应器的两侧表面经旋转组件安装有液压支架，所述管束反应器的顶端安装有进水管，进水管延伸至管束反应器内部，所述管束反应器的顶部表面安装有排气管，所述排气管下方的管束反应器表面安装有进料管，进料管的一端经管阀组件安装有添加设备，所述进料管的下方安装有排料管，所述排料管的输出端经管道安装有分离器，所述分离器的侧边经管道安装有水气分解器，所述分离器的顶端经管道安装有废气处理设备，且排气管与废气处理设备连接，所述水气分解器的顶端经管道安装有高浓度储罐，所述高浓度储罐的表面安装有送气管和循环管，且循环管延伸至过滤器与增压压缩机之间的管道上，所述水气分解器的底部一侧表面安装有水合物排放管，且水气分解器的底部另一侧表面安装有第一排水管，所述分离器的底端安装有第二排水管，且第一排水管和第二排水管并联安装有水循环设备，水循环设备的输出端与进水管连接。

优选的，所述预处理设备包括稳压缓冲罐和风冷冷却器，稳压缓冲罐和风冷冷却器经管道串联，且稳压缓冲罐与增压压缩机的输出端连接，风冷冷却器与管束反应器输入端连接。

优选的，所述水循环设备包括储水罐、冷凝器和水泵，储水罐、冷凝器和水泵经管道依次串联，且水泵的输出端与进水管连接。

优选的，所述进水管的延伸端安装有喷淋管组，所述喷淋管组下方的管束反应器内部安装有聚冷收集罩，聚冷收集罩的顶部与排气管连接，聚冷收集罩的底部设置有开口，且开口的内侧安装有内螺旋管束，所述内螺旋管束外侧的管束反应器内部安装有引导淋水组件。

优选的，所述管束反应器的底端经法兰盘可拆卸式安装有可拆底盘，可拆底盘的外侧套接有防护套座，所述可拆底盘的底端安装有进气管，进气管与风冷冷却器输出端连接，进气管延伸至可拆底盘的内部，且进气管的延伸端安装有鼓泡管组，内螺旋管束底部与可拆底盘之间安装有甩料机构。

优选的，所述甩料机构包括约束环、传动套杆、方形轴和正反转电机，约束环安装在内螺旋管束的底部表面，约束环的内侧表面安装有传动套杆，传动套杆向下延伸至可拆底盘的下方，可拆底盘的下方安装有正反转电机，正反转电机的输出端安装有方形轴，且方形轴与传动套杆限位套接。

优选的，所述引导淋水组件包括引导斗、轴盘和淋水盘，引导斗安装在聚冷收集罩下方的管束反应器内部，引导斗下方的管束反应器内部安装有淋水盘，淋水盘套接在内螺旋管束表面，且淋水盘与内螺旋管束之间安装有轴盘。

优选的，所述旋转组件包括控制电机和自锁轴件，两个自锁轴件分别安装在管束反应器的两侧表面，任意一个自锁轴件的输入端安装有控制电机，且另一自锁轴件的表面安装有轴座，且控制电机和轴座的底端与液压支架连接。

优选的，所述喷淋管组的表面安装有分支管，分支管经聚冷收集罩向下延伸，分支管的延伸端安装有雾化喷头，分支管的表面安装有软管，且软管延伸至聚冷收集罩的底部，软管的延伸端安装有喷淋头。

优选的，邻近所述雾化喷头的分支管表面安装有引导罩，引导罩呈上凸弧形结构，雾化喷头处于引导罩内部，且引导罩处于内螺旋管束的上方，邻近排气管的聚冷收集罩内侧壁安装有导流斗。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，通过各个设备的组合使用，在针对低浓度煤层气回收时，可将煤层气进行增压、稳压和冷却等预处理，利于后续气水化合物的反应制备，并借助喷淋冷却的方式，使得水体与煤层气充分接触的同时，在内螺旋管束的结构作用下实现二次流的效果，提高换热面积和换热效率，利于制备高浓度的天然气水合物，并在分离过程中，针对实际需要制备高浓度煤层气或高浓度气水合物工艺的灵活转化，并在分离出水体后对水体进一步循环，作为冷却剂的使用来源，并对高浓度煤层气进行循环和进一步提高浓度，满足不同的工艺需求的同时，提高煤层气和水资源的利用率。

2、本低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，通过液压支架，可对整个管束反应器进行抬升，方便在后续因气蚀等因素需要检修更换管道的情况下，打开法兰盘和可拆底盘进行检修处理；通过控制电机和自锁轴件配合使用，方便在对整个管束反应器进行抬升之后，带动管束反应器进行旋转操作，实现整个管束反应器的横向放置，利于人工打开法兰盘，经管式反应器底部开口对其内部进行检修操作。

3、本低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，通过引导斗、聚冷收集罩和喷淋管组，三者组合使用，喷淋管组将低温水体喷淋在聚冷收集罩表面乃至其四周，可与煤层气充分接触的同时，促使聚冷收集罩内侧温度较低，可在排废气过程中，保证废气温度足够的低，进而促使废气中夹杂的煤层气可受冷转化为气水合物，达到内螺旋管束进行热转换外的其他降温操作，降低废气中的煤层气含量，进而保证充分的煤层气转换反应，并在引导斗作用下，可对聚冷收集罩下方凝结的气水合物进行向下引导，并将冷水向下排放落在淋水盘内，由淋水盘进行淋水操作，进一步提高水体与煤层气的接触面积，提高煤层气的转换效率。

4、本低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，通过传动套杆，可与可拆底盘进行轴承乃至机械密封处理，可在正反转电机作用下进行受力旋转，带动内螺旋管束进行旋转运动，可借助离心力作用向外排放内螺旋管束内部得到的气水合物，达到排残留的效果。

附图说明

图1为本发明的整体***简图；

图2为本发明的管束反应器外观结构示意图；

图3为本发明的管束反应器内部结构示意图；

图4为本发明的聚冷收集罩24内部结构示意图。

图中：1、过滤器；2、增压压缩机；3、稳压缓冲罐；4、风冷冷却器；5、管束反应器；6、分离器；7、水气分解器；8、高浓度储罐；9、储水罐；10、冷凝器；11、水泵；12、添加设备；13、废气处理设备；14、控制电机；15、液压支架；16、进水管；17、排气管；18、进料管；19、自锁轴件；20、法兰盘；21、防护套座；22、轴盘；23、引导斗；24、聚冷收集罩；25、喷淋管组；26、内螺旋管束；27、淋水盘；28、约束环；29、排料管；30、可拆底盘；31、传动套杆；32、正反转电机；33、方形轴；34、进气管；35、鼓泡管组；36、分支管；37、引导罩；38、雾化喷头；39、导流斗；40、喷淋头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。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。

如图1至图4所示，本实施例低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，包括煤矿和煤矿产生的低浓度煤层气，低浓度煤层气经过滤器1进行过滤处理，过滤器1的输出端经管道安装有增压压缩机2，实现对低浓度煤层气的一次增压操作，增压压缩机2的输出端安装有预处理设备，进行预处理后才能利于后续提纯等效果的实现，预处理设备的输出端安装有管束反应器5，管束反应器5尺寸较大，承接预处理后的煤层气，管束反应器5的两侧表面经旋转组件安装有液压支架15，液压支架15本身外接供压***，具备上下伸缩功能，进而实现管束反应器5自身的升降控制，管束反应器5的顶端安装有进水管16，进水管16延伸至管束反应器5内部，在进行气水合物提纯过程中，借助进水管16供给的冷水为管束反应器5内部煤层气进行降温，管束反应器5的顶部表面安装有排气管17，排气管17自身可排出反应后的废气，排气管17下方的管束反应器5表面安装有进料管18，进料管18的一端经管阀组件安装有添加设备12，添加设备12需根据添加剂情况进行特定选型，并经进料管18投入管束反应器5内，可借助化合物来提高煤层气转换为气水合物的效率和质量，进料管18的下方安装有排料管29，排料管29用于凝结后的气水合物、水体、部分未反应的煤层气等进行导出操作，排料管29的输出端经管道安装有分离器6，分离器6为现有设备，可分离从排料管29排出的气水合物、煤层气、废气和水体等，并将分离后的物料从不同管道进行输送，分离器6的侧边经管道安装有水气分解器7，此时是将分离后的气水合物输送至水气分解器7内，而水气分解器7内部安装有热电偶，可在最终产品为高浓度水煤气的情况下，直接对气水合物进行加热，得到高浓度水煤气和水体，分离器6的顶端经管道安装有废气处理设备13，可将分离出的废气排入废气处理设备13进行处理，且排气管17与废气处理设备13连接，由此实现废气的集中化处理效果，水气分解器7的顶端经管道安装有高浓度储罐8，对提取后的高浓度煤层气进行存储，高浓度储罐8的表面安装有送气管和循环管，送气管可直接连接外部用气设备进行直接利用，且循环管延伸至过滤器1与增压压缩机2之间的管道上，在考虑一侧反应后煤层气浓度不够或需要更高浓度的煤层气的情况下，则需要将一侧反应后的煤层气经循环管进行二次反应，由此循环反应后得到所需浓度的煤层气，水气分解器7的底部一侧表面安装有水合物排放管，即在最终产品是气水合物的情况下，可直接经降温处理后进行装罐存储或直接运输，且水气分解器7的底部另一侧表面安装有第一排水管，将加热后产生的水体进行定向排放，分离器6的底端安装有第二排水管，将分接的水体进行定向排放，且第一排水管和第二排水管并联安装有水循环设备，可将分离后的水体直接进行循环处理，水循环设备的输出端与进水管16连接。

具体的，预处理设备包括稳压缓冲罐3和风冷冷却器4，稳压缓冲罐3和风冷冷却器4经管道串联，且稳压缓冲罐3与增压压缩机2的输出端连接，可将加压后的煤层气流进行稳压处理后，经风冷冷却器4初步降温处理，风冷冷却器4与管束反应器5输入端连接，并将初步冷却的煤层气直接注入管束反应器5内部进行反应。

进一步的，水循环设备包括储水罐9、冷凝器10和水泵11，储水罐9、冷凝器10和水泵11经管道依次串联，且水泵11的输出端与进水管16连接，可承接循环的水体，水体依次经储水罐9、冷凝器10和水泵11后经进水管16注入管束反应器5中，为其提供冷水来源。

进一步的，进水管16的延伸端安装有喷淋管组25，喷淋管组25可选用管盘形态，本身存在若干个向下喷洒的喷头，利于进行均匀喷淋操作，喷淋管组25下方的管束反应器5内部安装有聚冷收集罩24，喷淋管组25的表面安装有分支管36，分支管36经聚冷收集罩24向下延伸，分支管36的延伸端安装有雾化喷头38，聚冷收集罩24上凸设置，本身为弧形罩，聚冷收集罩24的顶部与排气管17连接，由此聚冷收集罩24内侧可产生废气，废气经排气管17向外排出，聚冷收集罩24的底部设置有开口，下方开口较大，且开口的内侧安装有内螺旋管束26，二者需经支架进行安装，分支管36的雾化喷头38处于内螺旋管束26的上方，在内螺旋管束26作为排气通道进行使用时，分支管36喷出的雾化水体可向下与内螺旋管束26内部的煤层气接触，为内螺旋管束26内部气水合物反应提供所需的冷水，内螺旋管束26本身结构特性可产生二次流的效果，由此可用于输送需要冷却的煤层气，部分气水合物会滞留在管束内部，而内螺旋管束26顶端与聚冷收集罩24底端内壁存在适当的间隙，实际使用时，内螺旋管束26经冷却后产生的气水合物滞留在管道内，而废弃则经管道向上排放，整个排放过程中，如果废气中含有一定的煤层气构成复合气体，复合气体向聚冷收集罩24底端内壁喷射，因为聚冷收集罩24先与冷水接触，由此聚冷收集罩24的温度低于整个管束反应器5其他区域，可对复合气体进行更低温的降温处理，促进残留的煤层气与水雾再次反应，保证废气的纯净度，间接提高煤层气的利用率，内螺旋管束26外侧的管束反应器5内部安装有引导淋水组件，对水体、气水合物等进行引导。

进一步的，邻近雾化喷头38的分支管36表面安装有引导罩37，引导罩37与聚冷收集罩24结构类似，只是引导罩37尺寸较小，引导罩37呈上凸弧形结构，雾化喷头38处于引导罩37内部，正常使用时，雾化喷头38雾化喷出冷却水的时候，雾水处于引导罩37的下方，并向下引导流动，且引导罩37处于内螺旋管束26的上方，可直接对下方的内螺旋管束26排出的气体进行喷淋操作的同时，喷淋后反应的气体需经引导罩37引导后向外输送，邻近排气管17的聚冷收集罩24内侧壁安装有导流斗39，反应后气体经导流斗39引导后才能从排气管17排出，整个过程中可形成一定的阻流和引导作用，在少量的气水合物因气流作用向上输送时可被导流斗39进行一定的阻流，提高煤层气的转换和利用率，分支管36的表面安装有软管，实际该处的软管为分支管36的分管结构，且软管延伸至聚冷收集罩24的底部，处于聚冷收集罩24的底部内侧方位，软管的延伸端安装有喷淋头40，喷淋头40由软管提供水体来源的情况下，可直接向外喷出大面积的水幕，水幕实际处于内螺旋管束26的外侧，可对内螺旋管束26自身向侧边流动的煤层气或自上而下的煤层气进行喷淋降温操作，避免含有煤层气的气体未经充分反应而从排气管17导出。

进一步的，管束反应器5的底端经法兰盘20可拆卸式安装有可拆底盘30，实际排料管29本身可安装在可拆底盘30的表面，而可拆底盘30自身用于盛装冷水的同时，内侧壁可构成一个斜面，方便向排料管29进行斜向排料，利于排料充分，可拆底盘30打开后可方便人工对管束反应器5等进行检修操作，可拆底盘30的外侧套接有防护套座21，整个防护套座21是对可拆底盘30进行限位保护的，可拆底盘30的底端安装有进气管34，进气管34与风冷冷却器4输出端连接，进气管34延伸至可拆底盘30的内部，实现煤层气的输送效果，且进气管34的延伸端安装有鼓泡管组35，实际鼓泡管组35使用时，整个管束反应器5内腔底部填充有气水合物、冷水等，由此在鼓泡管组35对煤层气进行鼓泡排出时，煤层气会先与四周的水体接触，内螺旋管束26底部与可拆底盘30之间安装有甩料机构，在内螺旋管束26内部含有大量气水合物的情况下，为了防止堵塞或清理不干净等问题，可采用离心甩料的方式将气水合物排出内螺旋管束26。

进一步的，甩料机构包括约束环28、传动套杆31、方形轴33和正反转电机32，约束环28安装在内螺旋管束26的底部表面，对内螺旋管束26底部进行捆扎安装，本身可类似于金属箍，方便拆装操作，约束环28的内侧表面安装有传动套杆31，二者可借助支架进行可拆连接，传动套杆31上部是实心的，传动套杆31向下延伸至可拆底盘30的下方，其延伸部分内侧是中空的且为方形内腔形式，可拆底盘30的下方安装有正反转电机32，正反转电机32处于防护套座21内部，正反转电机32的输出端安装有方形轴33，且方形轴33与传动套杆31限位套接，二者限位安装，在实际需要为传动套杆31提供旋转动力，进而带动内螺旋管束26整体旋转，而在后续拆卸时，整个可拆底盘30向上抬升，因限位套接关系，正反转电机32可直接与传动套杆31分离。

进一步的，引导淋水组件包括引导斗23、轴盘22和淋水盘27，引导斗23安装在聚冷收集罩24下方的管束反应器5内部，为上宽下窄的斗状结构，可承接从喷淋管组25上和聚冷收集罩24边沿落下的冷水，也可承接聚冷收集罩24内侧壁反应产生的气水合物，并将物料向下引导和输送，引导斗23下方的管束反应器5内部安装有淋水盘27，淋水盘27间隙较大，本身可向下引导物料的同时，方便冷水均匀扩展流动，利于增大煤层气与水体的接触面积，淋水盘27套接在内螺旋管束26表面，且淋水盘27与内螺旋管束26之间安装有轴盘22，轴盘22的表面设置有若干个上下导通的通孔，通孔实际用于各个内螺旋管的安装，构成活动连接效果，实际不影响内螺旋管束26的转动，并便于后续拆卸更换等操作。

进一步的，旋转组件包括控制电机14和自锁轴件19，两个自锁轴件19分别安装在管束反应器5的两侧表面，任意一个自锁轴件19的输入端安装有控制电机14，配置有相应的正反转控制电路，且另一自锁轴件19的表面安装有轴座，且控制电机14和轴座的底端与液压支架15连接，实际使用时，在液压支架15抬升整个管束反应器5的情况下，控制电机14借助轴座使得整个管束反应器5进行旋转，由此使得整个管束反应器5横向放置，并有自锁轴件19进行自锁控制，方便人工对管束反应器5进行检修等操作，需要注意的是，为了方便检修，检修前还需拆卸进水管16和进气管34，避免影响。

本实施例的使用方法为：在整个提纯***使用时，需将煤矿等开采出来的低浓度煤层气进行收集，并经过滤器1、增压压缩机2、稳压缓冲罐3和风冷冷却器4进行一系列的预处理后，经进气管34导入煤层气后，此时需依靠液位传感器检测可拆底盘30内部液位情况，保证液位漫过鼓泡管组35，由此在煤层气经鼓泡管组35借助鼓泡的方式将煤层气向上排出时，煤层气首先与可拆底盘30内的冷水接触，并直接进行气水合物反应，与此同时，冷水继续经喷淋管组25向下喷淋，部分未反应的气体向上经淋水盘27与水充分接触，整个过程气水合物反应过程中，气体的排放通道仅有排气管17，由此在进气管34排放速率大的情况下，整个管束反应器5压力很大，由此利于满足气水合物反应条件，且添加设备12经进料管18将反应剂或催化剂导入管束反应器5内部参加反应，在气体想向外排放时，需通过内螺旋管束26和淋水盘27间隙向上排放，因为雾化喷头38和喷淋头40的喷洒作用，冷水作用在内螺旋管束26内外壁和聚冷收集罩24四周，欲外排的气体则被内螺旋管束26的二次流作用进行充分反应后向引导罩37外侧流动，此后依旧需要经过雾化的冷水，而从淋水盘27溢出的气体也需经喷淋头40的水体才能进入引导罩37与聚冷收集罩24的间隙，因聚冷收集罩24顶部被冷水喷淋，聚冷收集罩24自身温度较低，残留的少部分煤层气在聚冷收集罩24内部反应后，因为温度低的影响依旧保持固液形态从聚冷收集罩24导出，反应完成的废气经导流斗39阻流引导后才被排气管17排出，此时废气中煤层气的含量极低，由此可实现煤层气的良好利用率；

因部分气水合物处于内螺旋管束26内部或外表面，可启动正反转电机32带动传动套杆31乃至内螺旋管束26进行旋转运动，进而将内螺旋管束26上的气水合物进行离心甩出，避免造成滞留，而淋水盘27上网孔的气水合物则可在后续可拆底盘30液位下降，鼓泡管组35上安装相应的脉冲阀，借助脉冲气流的效果对滞留在淋水盘27上的气水合物进行卸料，而在后续检修时，仅需启动液压支架15，液压支架15抬升整个管束反应器5，使得可拆底盘30从防护套座21导出，并启动控制电机14借助自锁轴件19使得管束反应器5横向放置后，可拆底盘30拆卸的同时，直接拆开约束环28和传动套杆31，可将气蚀等因素损坏的单个内螺旋管拆卸并更换；

在反应后的气水合物经排料管29排出后，经分离器6对排料管29排出的物料进行气水合物、水和废气等分离操作，分离的气水合物进入水气分解器7内，根据最终产品的需求，如果最终产品是气水合物，则直接经水气分解器7将气水合物排出，如果最终产品是高浓度煤层气，则直接开启水气分解器7内的热电偶，对其内部进行加热，气水合物转化为煤层气和水，煤层气经高浓度储罐8存储，而实际如果检测类部件检测到煤层气浓度低或无法达到企业要求，则将煤层气经循环管道导向增压压缩机2内进行增压等处理后再次由管束反应器5进行反应，如此循环，可排除煤层气中的废气，提高煤层气中浓度的同时，整个气水合物制备或分解过程中产生的水体则作为储水罐9水体来源之一，由此将煤层气提纯产生的废水进行冷却后作为气水合物冷水的来源进行使用，可降低使用成本和水资源的浪费。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，包括煤矿和煤矿产生的低浓度煤层气，低浓度煤层气经过滤器（1）进行过滤处理，其特征在于：所述过滤器（1）的输出端经管道安装有增压压缩机（2），所述增压压缩机（2）的输出端安装有预处理设备，所述预处理设备的输出端安装有管束反应器（5），所述管束反应器（5）的两侧表面经旋转组件安装有液压支架（15），所述管束反应器（5）的顶端安装有进水管（16），进水管（16）延伸至管束反应器（5）内部，所述管束反应器（5）的顶部表面安装有排气管（17），所述排气管（17）下方的管束反应器（5）表面安装有进料管（18），进料管（18）的一端经管阀组件安装有添加设备（12），所述进料管（18）的下方安装有排料管（29），所述排料管（29）的输出端经管道安装有分离器（6），所述分离器（6）的侧边经管道安装有水气分解器（7），所述分离器（6）的顶端经管道安装有废气处理设备（13），且排气管（17）与废气处理设备（13）连接，所述水气分解器（7）的顶端经管道安装有高浓度储罐（8），所述高浓度储罐（8）的表面安装有送气管和循环管，且循环管延伸至过滤器（1）与增压压缩机（2）之间的管道上，所述水气分解器（7）的底部一侧表面安装有水合物排放管，且水气分解器（7）的底部另一侧表面安装有第一排水管，所述分离器（6）的底端安装有第二排水管，且第一排水管和第二排水管并联安装有水循环设备，水循环设备的输出端与进水管（16）连接；

所述预处理设备包括稳压缓冲罐（3）和风冷冷却器（4），稳压缓冲罐（3）和风冷冷却器（4）经管道串联，且稳压缓冲罐（3）与增压压缩机（2）的输出端连接，风冷冷却器（4）与管束反应器（5）输入端连接；

所述进水管（16）的延伸端安装有喷淋管组（25），所述喷淋管组（25）下方的管束反应器（5）内部安装有聚冷收集罩（24），聚冷收集罩（24）的顶部与排气管（17）连接，聚冷收集罩（24）的底部设置有开口，且开口的内侧安装有内螺旋管束（26），所述内螺旋管束（26）外侧的管束反应器（5）内部安装有引导淋水组件；

所述管束反应器（5）的底端经法兰盘（20）可拆卸式安装有可拆底盘（30），可拆底盘（30）的外侧套接有防护套座（21），所述可拆底盘（30）的底端安装有进气管（34），进气管（34）与风冷冷却器（4）输出端连接，进气管（34）延伸至可拆底盘（30）的内部，且进气管（34）的延伸端安装有鼓泡管组（35），内螺旋管束（26）底部与可拆底盘（30）之间安装有甩料机构；

所述引导淋水组件包括引导斗（23）、轴盘（22）和淋水盘（27），引导斗（23）安装在聚冷收集罩（24）下方的管束反应器（5）内部，引导斗（23）下方的管束反应器（5）内部安装有淋水盘（27），淋水盘（27）套接在内螺旋管束（26）表面，且淋水盘（27）与内螺旋管束（26）之间安装有轴盘（22）。

2.根据权利要求1所述的低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，其特征在于：所述水循环设备包括储水罐（9）、冷凝器（10）和水泵（11），储水罐（9）、冷凝器（10）和水泵（11）经管道依次串联，且水泵（11）的输出端与进水管（16）连接。

3.根据权利要求1所述的低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，其特征在于：所述甩料机构包括约束环（28）、传动套杆（31）、方形轴（33）和正反转电机（32），约束环（28）安装在内螺旋管束（26）的底部表面，约束环（28）的内侧表面安装有传动套杆（31），传动套杆（31）向下延伸至可拆底盘（30）的下方，可拆底盘（30）的下方安装有正反转电机（32），正反转电机（32）的输出端安装有方形轴（33），且方形轴（33）与传动套杆（31）限位套接。

4.根据权利要求1所述的低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，其特征在于：所述旋转组件包括控制电机（14）和自锁轴件（19），两个自锁轴件（19）分别安装在管束反应器（5）的两侧表面，任意一个自锁轴件（19）的输入端安装有控制电机（14），且另一自锁轴件（19）的表面安装有轴座，且控制电机（14）和轴座的底端与液压支架（15）连接。

5.根据权利要求1所述的低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，其特征在于：所述喷淋管组（25）的表面安装有分支管（36），分支管（36）经聚冷收集罩（24）向下延伸，分支管（36）的延伸端安装有雾化喷头（38），分支管（36）的表面安装有软管，且软管延伸至聚冷收集罩（24）的底部，软管的延伸端安装有喷淋头（40）。

6.根据权利要求5所述的低浓度煤层气气水合物法循环提纯***，其特征在于：邻近所述雾化喷头（38）的分支管（36）表面安装有引导罩（37），引导罩（37）呈上凸弧形结构，雾化喷头（38）处于引导罩（37）内部，且引导罩（37）处于内螺旋管束（26）的上方，邻近排气管（17）的聚冷收集罩（24）内侧壁安装有导流斗（39）。