[實用新型]一種處理煤層氣的水合反應器

有效

• 申請號: 201320408024.1
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN203319965U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 魯伊恒;馬雙春;魏風
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本實用新型涉及煤層氣處理裝置，更具體的說是涉及一種利用生成水合物的方法使甲烷從煤層氣中分離的裝置。

背景技術

煤層氣俗稱“瓦斯”，其主要成分是甲烷。1立方米純煤層氣的熱值相當于1.13kg汽油、1.21kg標準煤，其熱值與天然氣相當，可以與天然氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產生任何廢氣，是上好的工業、化工、發電和居民生活燃料。但是由于甲烷的爆炸極限是5%到15%，因而瓦斯的利用具有相當大的風險，同時甲烷是一種溫室效應很強的氣體，其溫室效應約為二氧化碳的21倍，在大氣環境中，甲烷對全球溫室效應的貢獻率高達18%。據報道世界煤炭開采活動每年排放的甲烷約占全球甲烷排放量的5%到8%，而我國煤層氣年排放量約占全球的1/4。合理有效的利用這些煤層氣，無論對安全生產還是環境保護都具有重要意義。

氣液霧化混合吸收塔是為了生成甲烷水合物，進而分離煤層氣中的甲烷而設置的設備，其通過使甲烷與霧化吸收液進行混合，生成水－甲烷籠形包合物，發生物理化學反應而達到分離煤層氣中甲烷和氮氣氧氣等氣體的目的。原有氣液混合吸收塔因為氣體和吸收液顆粒太大，反應效率太低，從而造成分離效率較低。

實用新型內容

本實用新型是為避免上述現有技術所存在的不足之處，提供一種處理煤層氣的水合反應器，以期可以使煤層氣和吸收液充分接觸混合，提高分離甲烷的效率。

本實用新型為解決技術問題采用如下技術方案：

本實用新型處理煤層氣的水合反應器的結構特點是：所述水合反應器由水合反應塔、儲槽、氣液分離器、煤層氣進口、水合物出料泵和水合物分解器組成；

所述水合反應塔呈立式設置，在所述水合反應塔的內部塔頂處設置有多毛細管氣體再分布器，在水合反應塔的內部位于多毛細管氣體再分布器下方的位置處間隔設置有環形液體再分布器；在所述水合反應塔的頂部設置有煤層氣霧化噴嘴，在所述水合反應塔的側面設置有吸收液霧化噴嘴，所述吸收液霧化噴嘴位于所述多毛細管氣體再分布器與環形液體再分布器之間；

所述儲槽固定在水合反應塔的底部并與水合反應塔的內部連通；所述儲槽上設置有吸收液進口、吸收液導出口、氣體導出口和水合物出料口；所述吸收液導出口依次經過吸收液循環泵和吸收液冷卻器與所述吸收液霧化噴嘴連接；所述氣體導出口通過連通管路連接與所述氣液分離器，所述氣液分離器的回流管路連接于儲槽；所述水合物出料口經過水合物出料泵與水合物分解器連接；

所述氣液分離器和煤層氣進口并行連接后依次經過氣體壓縮機和氣體冷卻器與所述煤層氣霧化噴嘴連接。

本實用新型處理煤層氣的水合反應器的結構特點也在于：所述水合反應塔為圓柱形壓力容器。

所述多毛細管氣體再分布器上分布有直徑為0.5-4.0mm的小孔。

所述吸收液導出口與吸收液循環泵之間設置有隔離甲烷水合物的隔離網。

與已有技術相比，本實用新型的有益效果體現在：

1、本實用新型提高了煤層氣和吸收液接觸生成甲烷水合物的效率，且設備簡單、成本低；

2、本實用新型的水合反應塔內部設置有多毛細管氣體再分布器，可以減小煤層氣霧化顆粒的體積，結合設置在其下方的環形液體再分布器，可以增加煤層氣與吸收液碰撞反應的幾率，提高煤層氣和吸收液接觸生成甲烷水合物的效率；

3、本實用新型的水合反應塔內間隔設置有環形液體再分布器，該環形液體再分布器沿著圓周方向均勻設置有圓孔，使在離心力作用下向塔體的內壁擴散的霧狀吸收液重新向中央內部流動，可預防霧狀吸收液沿著塔內壁流動過程中凝聚成水滴而影響氣液混合效率的現象出現。

附圖說明

圖1為本實用新型處理煤層氣的水合反應器的結構示意圖；

圖2為本實用新型多毛細管氣體再分布器的結構示意圖；

圖3為本實用新型環形液體再分布器的結構示意圖；

圖中標號：1水合反應塔；2儲槽；3氣液分離器；4吸收液循環泵；5氣體壓縮機；6吸收液冷卻器；7氣體冷卻器；8水合物出料泵；9多毛細管氣體再分布器；10環形液體再分布器；11煤層氣霧化噴嘴；12吸收液霧化噴嘴；13吸收液進口；14煤層氣進口；15水合物分解器；16吸收液導出口；17氣體導出口；18水合物出料口。

具體實施方式

如圖1所示，本實施例中處理煤層氣的水合反應器的結構特點是：水合反應器由水合反應塔1、儲槽2、氣液分離器3、煤層氣進口14、水合物出料泵8和水合物分解器15組成；