一种利用水合物连续分离混空煤层气中甲烷的装置制造方法及图纸
A device for continuous separation of methane from mixed space coal gas by hydrates
The invention relates to the industrial field of petroleum and natural gas, in particular to a device and method for continuous separation of methane from mixed air coal gas by using hydrates. The invention is a torsion belt hydrate preparation device using twisting belt to increase heat and mass transfer, and the 1 set is 2 sets of Lawal hydrate preparation device which improves the undercooling degree by using the Lawal nozzle. At the same time, there are two three-phase separation devices after the twisted zone hydrate device, one is the storage state, the other is the hydrate decomposition state, and the two states can be transformed into each other. The spiral flow produced by the torsional band ensures that the hydrate enters into a three-phase separation device in the form of slurry and does not clog in the torsional belt hydrate production device. The CBM not fully reacted into the Lawal nozzle gas hydrate production device to achieve the conditions of methane hydrate formation, and further extract the methane from coal-bed methane. There are also two sets of Lawal hydrates, which are also divided into the state of production and the state of decomposition. The industrial requirements for the continuous production of hydrates are achieved through the mutual conversion of two states.
【技术实现步骤摘要】
一种利用水合物连续分离混空煤层气中甲烷的装置
本专利技术涉及石油天然气工业领域，具体是一种利用螺旋流和拉瓦尔喷管加快水合物制备效率并用于提取混空煤层气中甲烷气体的装置。
技术介绍
煤层气是与煤伴生以吸附状态储存于煤层中的一种非常规天然气，是宝贵的洁净能源,更是煤矿安全生产的最大威胁。中国煤层气资源丰富，42个主要含气盆地(群)埋深2000m以内的煤层气地质资源量达36.81×1012m3，居世界第三位。近两年来，我国煤层气新区勘探成果显著，煤层气产量保持平稳增长，煤层气技术研发力度持续加大。混空煤层气的主要成分是CH4，同时含有SO2、N2等成分。与常规天然气相比，煤层气属于边际气田，由此决定了煤层气是一种低成本运行的项目。煤层气井产量低，生产周期长，项目经济性差，导致了近几年来煤层气勘探开发投入明显降低。所以一种快速高效的提取煤层气中的CH4的技术的开发显得非常有必要。我国是煤炭生产和消费大国，伴随着煤炭的开采，我国每年向大气排放甲烷约194亿m3，约占世界采煤排放甲烷总量的1/3，甲烷的温室效应约是二氧化碳的20倍，对臭氧层的破坏能力是二氧化碳的7倍。煤层气的...
【技术保护点】
一种利用水合物连续分离混空煤层气中甲烷的装置，其特征在于，所述装置包括煤层气预处理系统、气体压缩解压换热系统、水合物制取分解系统三部分；所述的煤层气预处理装置为脱酸装置；所述气体压缩换热系统由压缩机串联组成将气体压缩，每台压缩机后设有由换热装置将由气体压缩时所产生的热量收集，以用于后续分解水合物提取甲烷；所述的水合物制取分解系统包括低温水箱，1台扭带水合物制取装置，2台三相分离器，2台拉瓦尔喷管水合物制取装置，冷却装置，缓冲罐和阀门；经脱酸装置预处理的煤层气与换热器进行初步预冷；所述的串联压缩机将初步预冷的煤层气加压，所述压缩机后面均有换热装置，将每次加压过程中产生的热量通...
【技术特征摘要】
1.一种利用水合物连续分离混空煤层气中甲烷的装置，其特征在于，所述装置包括煤层气预处理系统、气体压缩解压换热系统、水合物制取分解系统三部分；所述的煤层气预处理装置为脱酸装置；所述气体压缩换热系统由压缩机串联组成将气体压缩，每台压缩机后设有由换热装置将由气体压缩时所产生的热量收集，以用于后续分解水合物提取甲烷；所述的水合物制取分解系统包括低温水箱，1台扭带水合物制取装置，2台三相分离器，2台拉瓦尔喷管水合物制取装置，冷却装置，缓冲罐和阀门；经脱酸装置预处理的煤层气与换热器进行初步预冷；所述的串联压缩机将初步预冷的煤层气加压，所述压缩机后面均有换热装置，将每次加压过程中产生的热量通过换热装置收集；在低温水箱中对煤层气进行进一步冷却，煤层气和水箱中的水经过气液混合器后进入扭带水合物生成装置；扭带水合物生成装置包括扭带，制冷装置；气液混合后在扭带水合物生成装置经过扭带加强传热传质提高水合物生成速率，同时扭带产生的螺旋流保障水合物不在扭带水合物生成装置堵塞；生成的水合物进入三相分离器分离；三相分离器上设有冷却装置和加热装置，在制取水合物时可以打开冷却装置，维持温度在0～3℃可使反应的气体在三相分离过程中进一步生成水合物同时可以保证水合物不分解，以便于储存或者直接装车装船运输，在分解水合物时的加热装置热量由回收的加压过程产生的热量和太阳能加热装置提供；未完全反应的煤层气从三相分离器出来后经压缩加压后从拉瓦尔喷管水合物制取装置底部进入拉瓦尔喷管水合物制取装置，从三相分离器分离的液体从拉瓦尔水合物制取装置顶部的喷雾装置喷出，反应装置中设有铁丝网以提高气液接触面积提高生成速率。2.如权利要求1所述的一种利用水合物连续分离混空煤层气中甲烷的装置，其特征在于，所述气体压缩换热系统由压缩机串联组成将气体压缩至6～8MPa。3.如权利要求1所述的一种利用水合物连续分离混空煤层气中甲烷的装置，其特征在于，为了提高生成速率在所述的低温水箱中加入适量的促进剂。4.如权利要求1所述的一种利用水合物连续分离混空煤层气中甲烷的装置，其特征在于，充分利用气体在压缩机压缩过程中产生的热量和在减压阀减压过程中产生的冷量；利用换热器回收压缩过程中的热量对三相分离器和拉瓦尔喷管水合物制取装置中的水合物进行分解；对排出的尾气在减压阀减压过程中产生的冷量和气体自身的冷量也利用换热装置进行回收对混空煤层气进行预冷。5.如权利要求1所述的一种利用水合物连续分离混空煤层气中甲烷的装置，其特征在于，扭带上开有圆形小孔进一步提高气液混合程度。6.如权利要求1所述的一种利用水合物连续分离混空煤层气中甲烷的装置，其特征在于，运用2台三相分离装置来实现水合物连续制取；两台分离装置有制取和分解两个状态，且可以相互转换；一台处于制取状态时，一台变为分解状态；第一三相分离装置处于制取状态时打开第三控制阀、第四控制阀、第七控制阀，关闭第五控制阀、第六控制阀；三相分离器中的冷却装置打开，可维持温度为0～3℃防止水合物分解，同时可以使部分未完全生成水合物的煤层气在三相分离器中继续生成甲烷水合物；第二三相分离装置处于分解状态时关闭第八控制阀、第十控制阀、第十二控制阀，同时打开加热装置对水合物进行分解提取甲烷；打开第九控制阀分解出来的甲烷可以收取，打开第十一控制阀分解水合物剩余溶液返回低温水箱；进一步为了提高分离效率，使用2台拉瓦尔喷管水合物制取装置来对为完全反应的煤层气进一步制取水合物，以提高煤层气中甲烷的提取效率；同样的拉瓦尔喷管水合物制取装置也可分为制取状态和分解状态。7.如权利要求1所述的一种利用水合物连续分离混空煤层气中甲烷的装置，其特征在于，所述装置包括控制阀、单向阀、脱酸装置、压缩机、换...
【专利技术属性】
技术研发人员：王树立，蔡跃跃，饶永超，梁俊，葛昊，闫朔，周诗岽，李恩田，赵书华，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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