一种双釜循环瓦斯水合多级分离提纯回收装置及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114456863A(43)申请公布日2022.05.10(21)申请号202210044355.5(22)申请日2019.03.22(62)分案原申请数据201910223283.92019.03.22(71)申请人黑龙江科技大学地址150022黑龙江省哈尔滨市松北区浦源路2468号(72)发明人张强张保勇吴强高霞(74)专利代理机构北京格允知识产权代理有限公司11609专利代理师谭辉张沫(51)Int.Cl.C10L3/10(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图2页(54)发明名称一种双釜循环瓦斯水合多级分离提纯回收装置及方法(57)摘要本发明涉及一种双釜循环瓦斯水合多级分离提纯回收装置以及利用该装置对瓦斯进行水合循环多级分离提纯并回收甲烷的方法；所述装置包括瓦斯水合系统、气体循环系统、用于对瓦斯增压并将增压后的瓦斯充入所述瓦斯水合系统的气体增压系统、用于调节所述瓦斯水合系统温度的温度调节系统。本发明装置利用双分离釜进行煤矿瓦斯动态调控连续水合分离提纯，并添加气体循环系统可实现对双釜气体运移的控制，从而能够实现不同浓度/组分煤矿瓦斯的多级分离，进而提高煤矿瓦斯水合分离提纯的效率，提高煤矿瓦斯中甲烷的回收率。本发明装置通用性强，适用于不同煤矿的不同浓度/组分的抽采瓦斯的分离提纯，对低浓度煤矿瓦斯也具有很好的分离提纯效果。CN114456863ACN114456863A权利要求书1/3页1.一种双釜循环瓦斯水合多级分离提纯回收装置，其特征在于，包括瓦斯水合系统、气体增压系统、气体循环系统和温度调节系统，其中：所述瓦斯水合系统包括第一反应装置、第二反应装置和集气装置，所述第一反应装置和所述第二反应装置均包括多个并联的水合反应釜，所述水合反应釜用于利用水合反应促进剂溶液和瓦斯制备水合物；所述气体增压系统用于对瓦斯增压并将增压后的瓦斯充入所述瓦斯水合系统；所述气体循环系统用于：将所述第一反应装置内未形成水合物的气体转移至所述第二反应装置内；将所述第二反应装置内未形成水合物的气体转移至所述第一反应装置内；所述温度调节系统用于对所述第一反应装置进行降温，所述气体循环系统用于对所述第一反应装置的压力进行调节，以使所述第一反应装置内形成水合物；所述温度调节系统用于对所述第一反应装置进行升温，以使所述第一反应装置内形成的水合物分解成甲烷；所述温度调节系统用于对所述第二反应装置进行降温，所述气体循环系统用于对所述第二反应装置的压力进行调节，以使所述第二反应装置内形成水合物；所述温度调节系统用于对所述第二反应装置进行升温，以使所述第二反应装置内形成的水合物分解成甲烷；所述集气装置用于收集所述第一反应装置和所述第二反应装置分离出的达到目标浓度的甲烷。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述集气装置包括第一集气罐和第二集气罐，所述第一集气罐通过第一集气管路与所述第一反应装置的出气口连接，所述第二集气罐通过第二集气管路与第二反应装置的出气口连接。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一反应装置中的水合反应釜的釜体通过快开卡箍形式组合对接，所述第二反应装置中的水合反应釜的釜体通过快开卡箍形式组合对接。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体增压系统包括依次连接的控制阀门、气体增压泵和空气压缩机；所述气体增压泵的出气端通过所述控制阀门与所述气体循环系统连接，用于对瓦斯进行增压并将增压后的瓦斯充入所述第一反应装置或第二反应装置中；所述空气压缩机与所述气体增压泵的进气端连接，用于驱动所述气体增压泵。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制阀门为单向阀。6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述气体增压系统还包括高压减压器和用于存储瓦斯的储气装置，所述高压减压器设置于所述控制阀门和所述气体循环系统之间。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述温度调节系统包括用于对所述第一反应装置进行温度调节的第一温度调节组件和用于对所述第二反应装置进行温度调节的第二温度调节组件；所述第一温度调节组件包括第一恒温水浴装置以及包裹于水合反应釜外侧且与所述第一恒温水浴装置连接的第一循环水套；所述第二温度调节组件包括第二恒温水浴装置以及包裹于水合反应釜外侧且与所述第二恒温水浴装置连接的第二循环水套。2CN114456863A权利要求书2/3页8.根据权利要求1‑7中任一项所述的装置，其特征在于，所述气体循环系统包括气缸、第一管路、第二管路和控制装置；所述第一管路的一端封闭，另一端与所述气体增压系统连接，所述第一管路设置有三条相互并联的第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路与所述第二反应装置连接且所述第一支路设置有第一电磁阀，所述第二支路与所述气缸连接且所述第二支路设