[發(fā)明專利]瓦斯氣烷烴水合物提純方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711176892.0
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107880960A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周峰;蘭友根;張庭民;李豐亮;郭全明;李曉云
• 申請（專利權(quán)）人: 中能冰氣能源科技（北京）有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;B01D53/00;B01D53/75;B01D53/78;B01D53/72
• 代理公司: 北京集智東方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11578
• 代理人: 陳亞斌,關(guān)兆輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及瓦斯氣提純技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及瓦斯氣烷烴水合物提純的方法及瓦斯氣烷烴水合物提純的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煤層氣(Coal Bed Methane簡稱CBM)，是指吸附在煤層中的非常規(guī)天然氣。煤礦瓦斯氣(Coal Mine Methane簡稱CMM)是指采礦時抽排的、混有空氣的低濃度的煤層氣，也稱含氧煤層氣，雖然煤礦安全的主要災(zāi)害，但也是非常可貴的資源，可用作化工原料和工業(yè)、發(fā)電、居民生活所需的燃料。全球埋深2000米以淺的煤層氣資源大概有240萬億立方米，中國埋深2000米以淺的煤層氣資源大概有31.5萬億立方米。為了采煤安全，每年我國抽取、排入大氣的煤層氣有上百億立方米，是世界最主要的煤層氣排放國，排放量占世界第一位，煤層氣排放造成的溫室效應(yīng)是二氧化碳的20多倍，不僅造成嚴(yán)重的大氣污染，也造成巨大的資源浪費。而目前，礦井抽排的低濃度瓦斯氣(小于7％)大部分處于放空狀態(tài)，如何對其有效收集存儲并合理利用是急需解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供瓦斯氣烷烴水合物提純的方法和系統(tǒng)，以達(dá)到有效利用瓦斯氣的目的。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種瓦斯氣烷烴水合物提純的方法，其包括：

將壓縮后的瓦斯氣進行冷凝，然后送入第一反應(yīng)器的鼓泡裝置；

將水進行冷凝，然后送入第一反應(yīng)器的噴淋裝置；

在低溫下，自鼓泡裝置鼓出的瓦斯氣和自噴淋裝置噴出的水氣進行反應(yīng)得到第一混合物，所述第一混合物內(nèi)包括第一瓦斯氣水合物；

在低溫下，將第一混合物送入第二反應(yīng)器，與第二反應(yīng)器內(nèi)噴淋的水氣繼續(xù)反應(yīng)得到第二混合物，所述第二混合物內(nèi)包括第二瓦斯氣水合物；所述第二瓦斯氣水合物的瓦斯氣濃度大于所述第一瓦斯氣水合物的瓦斯氣濃度；

將第二混合物進行第二瓦斯氣水合物、廢氣、廢水的分離，其中，第二瓦斯氣水合物送入冷凍。

在一些實施例中，優(yōu)選為，在所述第一混合物與第二反應(yīng)器內(nèi)噴淋的水其繼續(xù)反應(yīng)得到第二混合物之前，所述方法還包括：將所述第一混合物氣化增壓后送入第二反應(yīng)器。

在一些實施例中，優(yōu)選為，分離后的廢水重新送回冷凝。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述將壓縮后的瓦斯氣進行冷凝，然后送入第一反應(yīng)器的鼓泡裝置還包括：

將冷凝后的壓縮瓦斯氣送入第二反應(yīng)器并進行攪拌。

在一些實施例中，優(yōu)選為，在水送入噴淋裝置之前，還包括：在水中添加熱力學(xué)及動力學(xué)添加劑。

在一些實施例中，優(yōu)選為，分離后的廢水重新送回冷凝。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述第一瓦斯氣水合物和所述第二瓦斯氣水合物中均包含甲烷、乙烷、丙烷、和/或丁烷。

在一些實施例中，優(yōu)選為，壓縮后的瓦斯氣在冷凝前，還需要進行穩(wěn)壓處理。

在一些實施例中，優(yōu)選為，冷凝后的氣體通過流量調(diào)節(jié)的方式向所述第一反應(yīng)器和/或第二反應(yīng)器配送；所述流量調(diào)節(jié)的方式優(yōu)選噴嘴式調(diào)節(jié)。

本發(fā)明還提供了一種瓦斯氣烷烴水合物提純的系統(tǒng)，其包括：水供應(yīng)子系統(tǒng)、瓦斯氣供應(yīng)子系統(tǒng)、反應(yīng)子系統(tǒng)、分離器和冷凍子系統(tǒng)；其中，

所述水供應(yīng)子系統(tǒng)的水出口與所述反應(yīng)子系統(tǒng)的噴淋裝置入口相連；所述瓦斯氣供應(yīng)子系統(tǒng)的瓦斯氣出口與所述反應(yīng)子系統(tǒng)的瓦斯氣入口相連；所述反應(yīng)子系統(tǒng)的終混合物出口與分離器的待分離物質(zhì)入口相連；所述分離器設(shè)置瓦斯氣水合物出口、廢水出口和廢氣出口，所述瓦斯氣水合物出口與冷凍子系統(tǒng)的入口相連；

所述反應(yīng)子系統(tǒng)內(nèi)還設(shè)置瓦斯氣鼓泡結(jié)構(gòu)和/或攪拌結(jié)構(gòu)。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述反應(yīng)子系統(tǒng)包括：一個以上的反應(yīng)器；當(dāng)所述反應(yīng)器為兩個以上時，所有反應(yīng)器串聯(lián)和/或并聯(lián)；

當(dāng)兩個反應(yīng)器串聯(lián)時，上游反應(yīng)器的產(chǎn)物進入下游反應(yīng)器內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)；

當(dāng)兩個反應(yīng)器并聯(lián)時，反應(yīng)器分別與所述水供應(yīng)子系統(tǒng)、所述瓦斯氣供應(yīng)子系統(tǒng)相連。

在一些實施例中，優(yōu)選為，兩個反應(yīng)器的轉(zhuǎn)移通道上設(shè)置氣化結(jié)構(gòu)和增壓結(jié)構(gòu)。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述水供應(yīng)子系統(tǒng)包括：水供應(yīng)管路和第一冷凝結(jié)構(gòu)，所述第一冷凝結(jié)構(gòu)架設(shè)在所述水供應(yīng)管路上。

在一些實施例中，優(yōu)選為，所述瓦斯氣供應(yīng)子系統(tǒng)包括：瓦斯氣供應(yīng)管路、壓縮結(jié)構(gòu)、穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)、第二冷凝結(jié)構(gòu)和噴嘴結(jié)構(gòu)，所述壓縮結(jié)構(gòu)、所述穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)、所述第二冷凝結(jié)構(gòu)、所述噴嘴結(jié)構(gòu)沿瓦斯氣供應(yīng)方向依次架設(shè)在所述瓦斯氣供應(yīng)管路上。