地表生物煤层气转化设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种节能设备，即一种地表生物煤层气转化设备，其特点在于：所说的设备是由上盖、下底及四周的壁板围成的转化釜(1)，上面设有采气管(9)，采气管(9)上设有阀门。其有益效果是：装入煤炭，充入甲烷微生物营养液，使甲烷微生物大量滋生，且在滋生过程中把煤炭中的挥发分等物质分解为可燃气体，加以利用，而煤炭的热值并不降低，从而显著提高了煤炭的利用率，大幅降低了燃煤的对环境的污染，且设备简单，成本低廉，便于实施，过程可控，可望成为普及速度快，应用范围广的煤炭利用新方式。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
地表生物煤层气转化设备
本发技术及一种节能设备，即一种地表生物煤层气转化设备。
技术介绍
煤层气是指依附且游离与煤炭固体碳之间的气态物质，其中包含可燃气体和在一定条件下可以形成可燃气体的挥发分。挥发分是由各种碳氢化合物、氢气、一氧化碳等化合物组成的物质。煤炭含有大量的挥发分，特别是成煤过程较短的褐煤，挥发分含量高达40%以上。在开采及储运过程中，挥发分容易流失，而且会引发燃爆事故。在燃烧过程中，挥发分高的煤炭易产生未燃尽的碳粒，俗称“黑烟”，并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物，使煤炭的热效率降低，环境污染严重。据有关资料，煤炭的挥发分可以通过物理、化学以及生物学的方法从煤炭中分离出来，其中的生物学方法，主要是利用微生物分解有机质，并且把有机质转化成以甲烷为主要成分的可燃气体的规律。为此,有的国家试图向地下煤层填充微生物或激活地下尚存的微生物，使挥发分转化为类似于天然气的可燃气体，再开采利用。可是，由于地下情况复杂，不确定因素居多，控制难度很大，实施效果各不相同，目前尚处于探索阶段。至此，如何在不降低煤炭的质量的前提下，发挥煤层气的作用，避免煤层气的负面影响，成为业内关注的难题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种便于实施，过程可控，效果显著的煤层气生物转化利用设备。上述目的是由以下技术方案实现的:提供一种地表生物煤层气转化设备，其特点是:所说的设备是由上盖、下底及四周的壁板围成的转化釜，上面设有采气管，采气管上设有阀门。所说的转化釜的上盖上设有充液管和安全阀。所说的采气管设有气液分离器，气液分离器有一个竖立的分离杯，分离杯的中部接采气管的上端，分离杯的下部接排液管，排液管接回转化釜，分离杯的上端接输气管。所说的转化釜的上盖上面设有充液管和采气管，采气管上端接分离杯的中部，分离杯的下部接排液管，排液管接充液管，分离杯的上端接输气管。所说的转化釜是在土层内挖掘砌筑的煤炭沼气池。本技术的有益效果是:装入煤炭，充入甲烷微生物营养液，使甲烷微生物大量滋生，且在滋生过程中把煤炭中的挥发分等物质分解为可燃气体加以利用，而煤炭的热值并不降低，从而显著提高了煤炭的利用率，大幅降低了燃煤的对环境的污染，且设备简单，成本低廉，便于实施，过程可控，可望成为普及速度快，应用范围广的煤炭利用新方式。【附图说明】图1是第一种实施例的主视图；[0011 ]图2是第二种实施例的主视图；图3是第三种实施例的主视图；图4是第四种实施例的主视图；图5是第五种实施例的主视图；图6是第五种实施例的俯视图；图7是第六种实施例的主视图。图中可见:转化釜1，釜壁2，釜盖3，开口 4，釜底5，煤炭6，充液管7，安全阀8，采气管9，气液分离器10，输气管11，分离杯12，排液管13，潜水泵14，水箱15，土层16。【具体实施方式】本技术总的构思是在把煤炭装入密闭的容器，充入甲烷微生物营养液，使甲烷微生物大量滋生，且在滋生过程中把煤炭中的挥发分等物质分解为可燃气体。下面结合附图介绍五种实施例。第一种实施例:图1介绍了一种可用来转化煤炭挥发分，提取煤层气的容器，这种容器可以是多种多样的，最好采用钢板制作，也可以采用砖石、水泥砌筑，也可为泥土结构，只要能够密闭盛水即可。图1介绍的是一种简单转化釜1，由四面的釜壁2和釜盖3、釜底5围成。釜盖3可以整体打开，釜盖3上面设有开口 4，开口 4可以作为向釜内填充微生物或微生物营养液的入口，也可以作为向外输送可燃气体的出口。转化釜I的容积可根据需要设计，实验中采用的转化釜容积达到18m3，一次装入11吨褐煤煤炭6，关闭上盖3，然后从开口 4向釜内充入甲烷微生物营养液。甲烷微生物营养液的种类很多，在测得煤炭内微生物较多的情况下，可以充入水即可。一般来说，仅靠煤炭内的微生物，产气较慢，最好填充甲烷菌及其甲烷菌繁衍活动所需要的营养液。甲烷菌是一类复杂的微生物，凡是参与有机物质分解、发酵、代谢、转化为甲烷过程的微生物统称甲烷微生物或甲烷菌。由于有机物质分解产生甲烷的过程非常复杂，所以甲烷菌不是单纯的一种细菌，而是许多种细菌的总称，据有关研究统计，有几十个属上千种之多。甲烷菌按其在发酵过程中的作用，可分为分解菌和产甲烷菌。分解菌也称不产甲烷菌，主要的是发酵性细菌、产氢产乙酸菌和耗氢产乙酸菌，多是专性厌氧细菌，如纤维分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌及一些特殊的细菌如产氢菌、产乙酸菌等。经有关部门研究，已知在沼气发酵过程中，不产甲烷的细菌有18个属50个种，其中包括细菌、真菌和原生物。分解菌可把发酵原料中复杂的有机物质逐渐分解成甲酸、乙酸、乳酸、丁酸、甲醇等简单的有机物质，以及二氧化碳、氢、硫化氢、氨等气体，同时还为产甲烷细菌提供可利用的碳源和能源。产甲烷菌是在发酵过程中将各种简单的有机物质转化为甲烷的微生物。目前已知的产甲烷菌主要有嗜热自养甲烷杆菌、布氏甲烷杆菌、甲酸甲烷杆菌、反刍甲烷短杆菌、嗜树木甲烷短杆菌、史氏甲烷短杆菌、马氏甲烷球菌、沃氏甲烷球菌、万尼氏产甲烷球菌、黑海产甲烷菌、卡里亚库产甲烷菌、运动甲烷微菌、享氏甲烷螺菌、巴氏甲烷八叠球菌等。分解菌和甲烷菌相互依存，共同完成有机质的分解和甲烷的合成过程。由于产甲烷菌分离、培养、保存比较困难，本实验所用的材料主要由三个途径获得:一是采用市售甲烷菌以及营养材料。二是取用池坑污泥制得。三是在现有的生物质沼气池中获取菌种或直接利用其发酵醪液。当然，还可以通过其他途径获得甲烷菌和甲烷菌的营养物质。由于转化釜深埋地下，加之发酵过程产热，釜内自然温度在25—35°C之间，适于发酵。实验中微生物营养液的用量以充满煤炭间隙为上限，一般封闭10日后，即可产气，平均日产气达I标准方，产气的质量均符合天然气的标准。产气时间可达20个月，获得燃气500多方。20个月后，产气量骤减，打开釜盖，取出煤炭，经国家专业部门检测，提取挥发分以后的煤炭，其热值不降反升，略有提高，完全可以正常使用。第二种实施例:图2介绍的转化釜I是在第一种实施例的基础上改进而成，也是由四面的釜壁2和釜盖3、釜底5围成，里面装满煤炭6。釜盖3上面也设有开口 4。其改进是:开口 4分别为充液管7和采气管9，并且设有安全阀8。这里的例举的安全阀8是一个定压阀，这种安全阀除了保证安全之外，也是一个放气阀。工作时，通过充液管7向釜内填充甲烷菌和营养液。通过采气管9输出甲烷气体，供人们使用。第三种实施例:如图3所示，转化釜I由四面的釜壁2和上盖3、釜底5围成。釜盖3上面设有充液管7、安全阀8和米气管9。米气管9上端设有气液分尚器10,气液分尚器10的结构可有多种，图中介绍的是一种比较简单的形式。这种气液分离器10的主体是一个圆筒状的分离杯12，采气管9的上端接通分离杯12的中部，分离杯12的上端接出输气管11，下端接出排液管13，排液管13下端进入转化釜内。在采气管9的下部设有潜水泵14。工作时,潜水泵14把含有甲烧的液体向上输送进入气液分离器10的分离杯12,液体靠重力下落，并且从排液管13回到转化釜内，液体中的可燃气体因比重小而浮在上面，并且通过输气管11送出。第四种实施例:如图4所示，这种转化釜I与第三种实施例基本相同，也是由四面的釜壁2和上盖3、釜底5围成。釜盖3上面设有充液管7、安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地表生物煤层气转化设备，其特征在于：所说的设备是由上盖、下底及四周的壁板围成的转化釜(1)，上面设有采气管(9)，采气管(9)上设有阀门。

【技术特征摘要】
1.一种地表生物煤层气转化设备，其特征在于:所说的设备是由上盖、下底及四周的壁板围成的转化釜(I)，上面设有采气管(9)，采气管(9)上设有阀门。2.根据权利要求1所述的地表生物煤层气转化设备，其特征在于:所说的转化釜(I)的上盖上设有充液管(7)和安全阀(8)。3.根据权利要求1所述的地表生物煤层气转化设备，其特征在于:所说的采气管(9)设有气液分离器(10)，气液分离器(10)有一个竖立的分离杯(12)，分离杯(12)的中部接采气管(9)的上端，分离杯(12)的下...

【专利技术属性】
技术研发人员：金松，彭敏，刘晋明，张庆宗，师恒强，徐秀廷，
申请(专利权)人：天津滨海新区恒生新能源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：