【技术实现步骤摘要】
本技术属于甲烷抽排装置，特别涉及一种联合装置。
技术介绍
1、我国煤炭资源丰富，煤层气储藏量巨大，拥有巨大开发价值及潜力，煤层气资源的高效开发不仅可有效改变我国现有的能源架构，且有利于减少碳排放。
2、煤与甲烷相伴相生，煤层中以甲烷气体为主要成分的吸附剂，其主要吸附在煤基质颗粒表面少部分游离于孔隙中，其特点是可以自生自储，而如何将甲烷从煤层中解吸或捕获是煤层气开发中的关键问题。
3、向煤层中注入二氧化碳气体，将煤层的甲烷驱替出来，产生的驱替效果是目前提高煤层气采收率的重要手段。二氧化碳与甲烷气体通过煤层内部的自身结构，在煤层表面会发生竞争吸附作用，解吸出大量的甲烷气体，不仅提高煤层气的采收效率及煤层增透效果，避免事故的发生并达到强化抽采的目的。
4、现有技术中，消突技术的关键点一是抽排大量的甲烷气体；二是能够释放煤体的部分能量，形成煤体运动卸压空间。但同样，在甲烷排放过程中也就会直接导致了在大量的甲烷涌出及积聚现象，甚至还会出现突出及喷孔现象等问题。甲烷在抽排过程中，甲烷气体自身中会混杂其他的气体杂质，致使甲烷气体排放速率缓慢，从而向抽采泵、重力除尘器及两相分离器形成负反馈，导致分离的效率差，从而影响甲烷采收率、二氧化碳的驱替效应及煤炭开采的进程的问题，造成了环境污染及清洁不当等缺陷。
5、为避免环境污染并达到捕获新鲜甲烷气体、实现二氧化碳气体再利用及残余甲烷进行储能等功效，因此，亟待开发一种联合装置。
技术实现思路
1、针对上述存在
2、本技术的技术方案是：一种联合装置，包括：
3、重力除尘器，设置有第一进口端、第一出口端，所述第一进口端上设置有进气管道，所述第一出口端上设置有出气管道，所述进气管道、出气管道构成第一管道，进气管道进气端设置有第一阀门，所述第一进口端与进气管道连接处设置有第二阀门，所述第一出口端与出气管道连接处设置有第三阀门，且进气管道上设置有抽采泵；
4、原生甲烷储气罐，设置有第二进口端，所述第二进口端与第一出口端通过出气管道连接；
5、二氧化碳气体储气罐，与进气管道连接且连接处设置有第四阀门；
6、两相分离器，设置有第三进口端、第二出口端、第三出口端，所述第三进口端通过第二管道与进气管道连接，且进气管道与所述第二管道连接处设置有第五阀门，第三进口端与第二管道连接处设置有第六阀门；
7、容器，通过二氧化碳气体导气管与所述第二出口端连接，且二氧化碳气体导气管上设置有第七阀门，所述容器内放置有饱和碳酸钠溶液；
8、残余甲烷气体储气罐，通过残余甲烷气体导气管与所述第三出口端连接，且残余甲烷气体导气管上设置有第八阀门和质量流量计。
9、进一步地，所述第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门均为逆止阀
10、进一步地，所述残余甲烷气体储气罐进口端设置有第九阀门。
11、进一步地，所述重力除尘器内部从第一进气口端到第一出气口端依次设置有第一层分离筛、第二层分离筛、第三层分离筛。
12、更进一步地，所述第一层分离筛、第二层分离筛、第三层分离筛分别通过第一卡扣、第二卡扣、第三卡扣卡设在重力除尘器内部。
13、进一步地，所述第一层分离筛的过滤目数为40目～80目，第二层分离筛过滤目数为100目～140目，第三层分离筛过滤目数为160目～200目。
14、进一步地，所述两相分离器内部设置有气体分离膜且气体分离膜将两相分离器内部分割为处理前腔和处理后腔，所述容器通过所述二氧化碳气体导气管与所述处理前腔连接，所述残余甲烷气体储气罐通过残余甲烷气体导气管与所述处理后腔连接。
15、更进一步地，所述气体分离膜通过气体分离膜卡扣设置在两相分离器内部。
16、进一步地，所述气体分离膜采用无机陶瓷材料。
17、本技术的工作方法：
18、1、检查整个装置系统无误后，将钻杆沿钻头钻出圆形孔洞深入至煤层内部，将煤体进行破坏，为煤体产生一定的卸压空间，然后将钻杆沿着煤层内部进行撤出，此目的是为了防止煤与甲烷涌出和突出；
19、2、打开第一阀门及第二阀门，并启动抽采泵，待抽采泵启动3s后，重力除尘器也将自动启动，使得煤层内部的甲烷等混合气体沿着钻杆向上抽出，防止气体产生高负压；抽出的甲烷等混合气体沿着重力除尘器中的第二阀门进入至重力除尘器内部；将含有原生甲烷的混合气体通过重力除尘器内部进行气体的分离，提取纯净的原生甲烷气体；此阶段是为了使重力除尘器内部降低气流流速和改变流向，较大颗粒的灰尘在重力和惯性力作用下，与气分离，沉降到重力除尘器底部，进行有害杂质的分离去除，并且防止煤尘抑扬，并将重力除尘器内部的分离的甲烷气体流速控制在2.5m/s；
20、3、关闭第一阀门、抽采泵及第二阀门，当抽采泵关闭10s后，重力除尘器也将自动关闭，目的是将提取的纯净甲烷气体进行预先处置及处理；打开第三阀门，将处理后纯净的甲烷气体流入至原生甲烷气体储气罐内，再关闭第三阀门，得到了捕获后新鲜的甲烷气体；通过原生甲烷气体储气罐收集并捕获新鲜的原生甲烷气体；待反应完全后，打开第一阀门和第五阀门，将反应后的二氧化碳气体及残余甲烷气体的混合气体流经第一管路和第二管路，并打开第六阀门将混合气体进入至两相分离器内将二氧化碳气体和残余甲烷气体进行有效分离，并将两相分离器内气体流速控制在1.5m/s内；
21、4、关闭第六阀门，打开第八阀门及第七阀门，使之将二氧化碳气体及残余甲烷气体通过二氧化碳导气管及残余甲烷气体导气管进行分离；其中二氧化碳气体通过二氧化碳导气管注入到内置饱和碳酸钠的容器内，与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，用于工业脱硫脱硝，废水处理，消防灭火。而残余的甲烷气体通过残余甲烷导气管经质量流量计内，测定其质量流量，并将残余的甲烷气体通过残余甲烷导气管流入至残余甲烷的储气罐内，进行能源的储存，避免能源的耗散。
22、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
23、1、本技术占用空间小，能够在甲烷抽采过程中对产生的原生甲烷气体、二氧化碳气体、残余甲烷气体等混合气体进行收集、捕获、分离及利用，有效避免煤层内造成的瓦斯超限问题；同样改善了环境；本技术便于加工，操作简便，安全可靠；其气体的分离、驱替、收集及储存效果达到最佳。
24、2、本技术可对煤层间瓦斯气体进行处理，甲烷的捕获和二氧化碳的回收及利用统筹为一个整体，同时具备捕获甲烷及回收利用二氧化碳的能力。大大提高了工作效率，减少了碳排放；装置内的抽采泵是将煤层间甲烷气体向上抽出；装置内重力除尘器其特点在于进行甲烷气体内的杂质清除；装置内两相分离器其特点在于分离二氧化碳气体和甲烷气体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种联合装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种联合装置，其特征在于，所述第二阀门(6)、第三阀门(8)、第四阀门(2)、第五阀门(5)、第六阀门(10)、第七阀门(14)、第八阀门(13)均为逆止阀。
3.如权利要求1所述的一种联合装置，其特征在于，所述残余甲烷气体储气罐(18)进口端设置有第九阀门(17)。
4.如权利要求1所述的一种联合装置，其特征在于，所述重力除尘器(7)内部从第一进口端到第一出口端依次设置有第一层分离筛(71)、第二层分离筛(72)、第三层分离筛(73)。
5.如权利要求4所述的一种联合装置，其特征在于，所述第一层分离筛(71)、第二层分离筛(72)、第三层分离筛(73)分别通过第一卡扣(710)、第二卡扣(720)、第三卡扣(730)卡设在重力除尘器(7)内部。
6.如权利要求4所述的一种联合装置，其特征在于，所述第一层分离筛(71)的过滤目数为40目～80目，第二层分离筛(72)过滤目数为100目～140目，第三层分离筛(73)过滤目数为160目～200目。
7.
8.如权利要求7所述的一种联合装置，其特征在于，所述气体分离膜(121)通过气体分离膜卡扣(122)设置在两相分离器(12)内部。
9.如权利要求7所述的一种联合装置，其特征在于，所述气体分离膜(121)采用无机陶瓷材料。
...【技术特征摘要】
1.一种联合装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种联合装置，其特征在于，所述第二阀门(6)、第三阀门(8)、第四阀门(2)、第五阀门(5)、第六阀门(10)、第七阀门(14)、第八阀门(13)均为逆止阀。
3.如权利要求1所述的一种联合装置，其特征在于，所述残余甲烷气体储气罐(18)进口端设置有第九阀门(17)。
4.如权利要求1所述的一种联合装置，其特征在于，所述重力除尘器(7)内部从第一进口端到第一出口端依次设置有第一层分离筛(71)、第二层分离筛(72)、第三层分离筛(73)。
5.如权利要求4所述的一种联合装置，其特征在于，所述第一层分离筛(71)、第二层分离筛(72)、第三层分离筛(73)分别通过第一卡扣(710)、第二卡扣(720)、第三卡扣(730)卡设在重力除尘器(7)内部。
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：张逸龙，张凌硕，刘静怡，徐洋，丁新溥，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：新型
国别省市：
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