检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化工艺及系统技术方案

本发明专利技术提供一种检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化工艺及系统，工艺包括对深层天然气进行降温降压后干燥；对干燥后的深层天然气依次进行氡、硫化氢及汞检测；若检测后发现深层天然气中汞、氡及硫化氢浓度达标，则将深层天然气送至输气管道；若检测后发现深层天然气中氡、硫化氢及汞浓度不达标，对深层天然气中的氡和部分汞、硫化氢及剩余部分汞依次进行无害化处理；再对无害化处理后的深层天然气依次进行汞、氡及硫化氢检测，若深层天然气中汞、氡及硫化氢浓度达标，则将无害化处理后的深层天然气送至输气管道；若深层天然气中汞、氡及硫化氢浓度不达标，则继续对其中的氡和部分汞、硫化氢及剩余部分汞依次进行无害化处理直至达标。直至达标。直至达标。

【技术实现步骤摘要】
检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化工艺及系统


[0001]本专利技术涉及一种检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化工艺及系统，属于油气勘探、安全生产和职业病预防


技术介绍

[0002]随着油气勘探向深层和非常规领域拓展，愈来愈多的天然气被发现和开发利用，极大缓解了中国天然气供给的紧张局面。但是这些深层来源和非常规类天然气或多或少含有有毒有害成分，部分严重超标，对安全生产和生命健康构成威胁。在以往天然气处理中，硫化氢由于其气味异常，已经引起重视，不少高含硫化氢天然气都已经进行脱硫处理。但是，这些深层来源和非常规类天然气中的氡和汞还未引起关注。其中，氡是放射性气体，是世界卫生组织公布的19种主要致癌物质之一，氡的生物学效应主要集中在呼吸道肿瘤、肺纤维化、肺气肿方面，是引起人类肺癌的第二大元凶；氡来源于深部地壳，沿断裂运移至气藏中；目前缺少有效手段对其进行处理，普通石油天然气操作人员对其了解也不多。汞是天然气中常见的伴生气体，在煤成(层)气和页岩气中含量往往较高，另外在断裂带附近含量也较高。汞是有毒有害气体，一方面对人体具有伤害作用，吸入高浓度的汞，会导致精神
‑
神经异常、齿龈炎、震颤为主要症状的慢性病；另一方面，汞在运输过程中会对管道产生严重的腐蚀作用，已经造成多期重大安全事故的发生。
[0003]因此，有必要专利技术一种一体化系统及工艺，联合处理深层来源和非常规类天然气中的氡、汞、硫化氢等有害气体，以确保安全生产和相关操作人员的生命健康，使天然气洁净能源真正洁净。
专利技术内容
[0004]为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的一个目的在于提供一种深层天然气(页岩气和致密气)中有毒气体检测装置。
[0005]本专利技术的另一个目的在于提供一种检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化系统。
[0006]本专利技术的又一个目的还在于提供一种检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化工艺。
[0007]为了实现以上目的，一方面，本专利技术提供了一种深层天然气中有毒气体检测装置，其中，所述深层天然气中有毒气体检测装置包括：电源、显示屏、电信号放大器、第一电信号处理器、第二电信号处理器、第三电信号处理器及依次连通设置的氡检测室、硫化氢检测室和汞检测室；
[0008]所述氡检测室设置有α探测器，所述α探测器与所述第一电信号处理器的输入端电连接，所述第一电信号处理器的输出端经由电信号放大器与所述显示屏电连接；所述氡检测室的气体入口设置有可拆卸的滤层，所述滤层用于过滤去除深层天然气中的氡子体；
[0009]所述硫化氢检测室设置有加热板及感应板，所述感应板的表面设置有金属氧化物
半导体，且所述感应板与所述第二电信号处理器的输入端电连接，所述第二电信号处理器的输出端经由电信号放大器与所述显示屏电连接；
[0010]所述汞检测室盛装有高锰酸盐溶液且设置有两块导电板，两块所述导电板部分浸入高锰酸盐溶液中，且未浸入高锰酸盐溶液中的导电板与所述第三电信号处理器的输入端电连接，所述第三电信号处理器的输出端经由电信号放大器与所述显示屏电连接；
[0011]所述电源用于分别对所述氡检测室及汞检测室施加电压。
[0012]在本专利技术所述的深层天然气中有毒气体检测装置中，于氡检测室的气体入口设置可拆卸的滤层是为了过滤除去深层天然气未进入氡检测室前，其中所含的氡气衰变形成的氡子体，以保证氡检测室所检测的为进入氡检测室后的深层天然气中氡气衰变所形成的氡子体，进而避免先前已存在的氡子体对氡气检测产生的干扰。
[0013]作为本专利技术上述装置的一具体实施方式，其中，所述滤层为玻璃纤维材质的滤层。
[0014]作为本专利技术上述装置的一具体实施方式，其中，所述高锰酸盐溶液的体积占所述汞检测室体积的1/2
‑
2/3。
[0015]作为本专利技术上述装置的一具体实施方式，其中，两块所述导电板浸入高锰酸盐溶液的深度为1/2
‑
3/4。
[0016]在本专利技术一具体实施方式中，所述高锰酸盐溶液中，高锰酸根(MnO4‑
)的浓度为0.5mmol/L。
[0017]作为本专利技术上述装置的一具体实施方式，其中，两块所述导电板可采用一体设置的U型导电板。
[0018]作为本专利技术上述装置的一具体实施方式，其中，所述α探测器为金
‑
硅面垒型半导体探测器。
[0019]作为本专利技术上述装置的一具体实施方式，其中，所述金
‑
硅面垒型半导体探测器表面镀金层的厚度为0.1
‑
0.12mm。
[0020]作为本专利技术上述装置的一具体实施方式，其中，所述加热板为铂发热板。
[0021]作为本专利技术上述装置的一具体实施方式，其中，所述金属氧化物半导体包括Pr6O
11
和/或SnO2。
[0022]在本专利技术一较为优选的实施方式中，所述金属氧化物半导体包裹覆盖在所述感应板上。
[0023]另一方面，本专利技术还提供了一种检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化系统，其中，所述检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化系统包括：降温降压装置、干燥装置、两个以上所述的深层天然气中有毒气体检测装置以及深层天然气中有毒气体无害化处理装置；
[0024]其中，所述降温降压装置的出气口通过管路与所述干燥装置的进气口相连，所述干燥装置的出气口通过管路与第一深层天然气中有毒气体检测装置的入口相连，第一深层天然气中有毒气体检测装置的出口通过管路分别与所述深层天然气中有毒气体无害化处理装置的入口及输气管道相连；所述深层天然气中有毒气体无害化处理装置的出口通过管路与第二深层天然气中有毒气体检测装置的入口相连，第二深层天然气中有毒气体检测装置的出口通过管路分别与所述深层天然气中有毒气体无害化处理装置的入口及输气管道相连。
[0025]作为本专利技术上述系统的一具体实施方式，其中，所述系统还包括气液分离装置，深层天然气井口通过管路与所述气液分离装置的入口相连，所述气液分离装置的气体出口通过管路与所述降温降压装置的入口相连。
[0026]其中，深层天然气井口所采出的为气液混合物，所以需要利用气液分离装置对气液混合物进行气液分离，得到深层天然气气体。
[0027]作为本专利技术上述系统的一具体实施方式，其中，所述深层天然气中有毒气体无害化处理装置包括氡处理室；所述氡处理室设置有若干网状隔板，所述网状隔板表面设置有生物活性吸附剂。
[0028]作为本专利技术上述系统的一具体实施方式，其中，所述深层天然气中有毒气体无害化处理装置还包括硫化氢淋洗清除室和/或汞处理室；当所述深层天然气中有毒气体无害化处理装置包括氡处理室和硫化氢淋洗清除室，或者氡处理室和汞处理室时，所述氡处理室和硫化氢淋洗清除室依次连通设置，氡处理室和汞处理室依次连通设置；
[0029]所述硫化氢淋洗清除室的顶部设置有淋洒装置，所述淋洒装置用于自上到下向硫化氢淋洗清除室内喷淋硫化氢清除剂；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深层天然气中有毒气体检测装置，其中，所述深层天然气中有毒气体检测装置包括：电源、显示屏、电信号放大器、第一电信号处理器、第二电信号处理器、第三电信号处理器及依次连通设置的氡检测室、硫化氢检测室和汞检测室；所述氡检测室设置有α探测器，所述α探测器与所述第一电信号处理器的输入端电连接，所述第一电信号处理器的输出端经由电信号放大器与所述显示屏电连接；所述氡检测室的气体入口设置有可拆卸的滤层，所述滤层用于过滤去除深层天然中的氡子体；所述硫化氢检测室设置有加热板及感应板，所述感应板的表面设置有金属氧化物半导体，且所述感应板与所述第二电信号处理器的输入端电连接，所述第二电信号处理器的输出端经由电信号放大器与所述显示屏电连接；所述汞检测室盛装有高锰酸盐溶液且设置有两块导电板，两块所述导电板部分浸入高锰酸盐溶液中，且未浸入高锰酸盐溶液中的导电板与所述第三电信号处理器的输入端电连接，所述第三电信号处理器的输出端经由电信号放大器与所述显示屏电连接；所述电源用于分别对所述氡检测室及汞检测室施加电压。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述高锰酸盐溶液的体积占所述汞检测室体积的1/2
‑
2/3。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述α探测器为金
‑
硅面垒型半导体探测器。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述金
‑
硅面垒型半导体探测器表面镀金层的厚度为0.1
‑
0.12mm。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述加热板为铂发热板。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述金属氧化物半导体包括Pr6O
11
和/或SnO2。7.一种检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化系统，其中，所述检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化系统包括：降温降压装置、干燥装置、两个权利要求1
‑
6任一项所述的深层天然气中有毒气体检测装置以及深层天然气中有毒气体无害化处理装置；其中，所述降温降压装置的出气口通过管路与所述干燥装置的进气口相连，所述干燥装置的出气口通过管路与第一深层天然气中有毒气体检测装置的入口相连，第一深层天然气中有毒气体检测装置的出口通过管路分别与所述深层天然气中有毒气体无害化处理装置的入口及输气管道相连；所述深层天然气中有毒气体无害化处理装置的出口通过管路与第二深层天然气中有毒气体检测装置的入口相连，第二深层天然气中有毒气体检测装置的出口通过管路分别与所述深层天然气中有毒气体无害化处理装置的入口及输气管道相连。8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述系统还包括气液分离装置，深层天然气井口通过管路与所述气液分离装置的入口相连，所述气液分离装置的气体出口通过管路与所述降温降压装置的入口相连。9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述深层天然气中有毒气体无害化处理装置包括氡处理室；所述氡处理室设置有若干网状隔板，所述网状隔板表面设置有生物活性吸附剂。10.根据权利要求7
‑
9任一项所述的系统，其中，所述深层天然气中有毒气体无害化处理装置还包括硫化氢淋洗清除室和/或汞处理室；当所述深层天然气中有毒气体无害化处理装置包括氡处理室和硫化氢淋洗清除室，或者氡处理室和汞处理室时，所述氡处理室和硫化氢淋洗清除室依次连通设置，氡处理室和汞处理室依次连通设置；
所述硫化氢淋洗清除室的顶部设置有淋洒装置，所述淋洒装置用于自上到下向硫化氢淋洗清除室内喷淋硫化氢清除剂；所述汞处理室设置有若干有害气体处理网，所述有害气体处理网内装填有三聚氰胺改性的膨润土。11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述生物活性吸附剂为生物活性炭。12.根据权利要求9所述的系统，其中，若干所述网状隔板以与所述氡处理室的进气口所进气体方向垂直的形式设置于所述氡处理室，且若干所述网状隔板于所述氡处理室内形成S型气体通道。13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述硫化氢淋洗清除室的内侧壁设置有循环管道，所述循环管道经由循环泵与所述淋洒装置相连，以将硫化氢清除剂回流至淋洒装置。14.根据权利要求10所述的系统，其中，所述有害气体处理网以与所述汞处理室的进气口所进气体方向垂直的形式设置于所述汞处理室。15.根据权利要求10或14所述的系统，其中，所述有害气体处理网为不锈钢金属网。16.一种检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化工艺，其中，所述检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化工艺是利用权利要求7
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15任一项所述检测与处理深层天然气中有毒气体的一体化系...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱光有，陈志勇，王萌，李婷婷，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：