[實(shí)用新型]一種利用超低濃煤層氣的井筒防凍系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821278975.0
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN208996697U
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史忠強(qiáng);蘭顯安;李新軍;李軍明;逯小雷;武凱;李桂平;司龍龍
• 申請（專利權(quán)）人: 山西銘石煤層氣利用股份有限公司
• 主分類號: E21B36/02
• 分類號: E21B36/02
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 鄭晉周

一種利用超低濃煤層氣的井筒防凍系統(tǒng)，涉及煤礦節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。上述利用超低濃煤層氣的井筒防凍系統(tǒng)包括摻混風(fēng)筒、瓦斯氧化工段、井筒防凍工段和檢測控制系統(tǒng)；摻混風(fēng)筒的第一圓筒的內(nèi)側(cè)壁上對稱設(shè)置開設(shè)有通孔的半球罩；瓦斯氧化工段包括順次首尾相連的預(yù)熱器和燃燒氧化室，混合氣在燃燒氧化室燃燒后變成攜帶熱量的煙氣；井筒防凍工段包括依次連通的第一換熱器、第二換熱器和井筒，煙氣在第一換熱器將熱量傳給軟水后返回預(yù)熱器，將煙氣的余熱傳給混合氣，得到熱量的軟水在第二換熱器將熱量傳給防凍風(fēng)。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)煤層氣中能源氣體的利用且通過將煙氣返回預(yù)熱器，將煙氣攜帶的余熱傳給混合氣，實(shí)現(xiàn)能量的回收利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及煤礦節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種利用超低濃煤層氣的井筒防凍系統(tǒng)。

背景技術(shù)

能源是支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，發(fā)展高效、潔凈的先進(jìn)能源動(dòng)力系統(tǒng)，是未來中國能源體系建設(shè)的重大需求。我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對我國的能源動(dòng)力工業(yè)提出了更高的要求，使我國的能源短缺問題變得更加嚴(yán)重。為了保證我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)、高速發(fā)展，必須解決或緩解困擾我國的能源短缺問題。

礦井風(fēng)排煤層氣，即煤礦生產(chǎn)過程中隨礦井通風(fēng)排入大氣中的煤層氣，流量大，煤層氣中主要成分是甲烷。對于超低濃度煤層氣（甲烷質(zhì)量濃度在0.3%～3%以下），其利用條件更加復(fù)雜。超低濃度煤層氣的甲烷含量極低，若進(jìn)行提濃或提純，不論是變壓吸附，還是變溫吸附分離，面對含量巨大的空氣和稀少的甲烷，必須提供相對于甲烷產(chǎn)量更多的加壓能耗或加溫能耗。此外，由于超低濃度煤層氣中的甲烷含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了甲烷的空燃比范圍，也無法直接燃燒。因而,超低濃度煤層氣常常直接排空，既造成巨大的能源浪費(fèi)，又污染環(huán)境。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用超低濃煤層氣的井筒防凍系統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)煤層氣中能源氣體的利用且通過將煙氣返回預(yù)熱器，將煙氣攜帶的余熱傳送給混合氣，實(shí)現(xiàn)能量的回收利用。

本實(shí)用新型的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種利用超低濃煤層氣的井筒防凍系統(tǒng)，其包括摻混風(fēng)筒、用于氧化超低濃瓦斯的瓦斯氧化工段、用于給井筒提供熱量的井筒防凍工段和檢測控制系統(tǒng)，摻混風(fēng)筒、瓦斯氧化工段和井筒防凍工段順次連通，用于監(jiān)控工藝參數(shù)，并調(diào)節(jié)各管道流量的檢測控制系統(tǒng)連接至管道和設(shè)備；

摻混風(fēng)筒包括順次首尾連接的第一圓筒、錐形筒和第二圓筒，第一圓筒的直徑小于第二圓筒的直徑，第一圓筒遠(yuǎn)離第二圓筒的一端上設(shè)置有空氣進(jìn)口、天然氣進(jìn)口和超低濃度瓦斯進(jìn)口，空氣進(jìn)口設(shè)置在第一圓筒的圓形底面上，天然氣進(jìn)口和超低濃度瓦斯進(jìn)口設(shè)置在第一圓筒的內(nèi)側(cè)壁上且沿第一圓筒的軸線對稱分布，第一圓筒的內(nèi)側(cè)壁上還設(shè)置有遮蓋天然氣進(jìn)口和超低濃度瓦斯進(jìn)口的半球罩，半球罩向靠近第一圓筒的軸線的方向凹陷且半球罩上開設(shè)有多個(gè)通孔；

瓦斯氧化工段包括順次首尾相連的壓縮機(jī)、預(yù)熱器和燃燒氧化室，摻混風(fēng)筒將混合氣傳送至瓦斯氧化工段的壓縮機(jī)，混合氣依次經(jīng)過壓縮機(jī)的加壓、預(yù)熱器的加熱以及燃燒氧化室的燃燒后變成攜帶熱量的煙氣，并傳送至井筒防凍工段；

井筒防凍工段包括依次連通的第一換熱器、第二換熱器和井筒，第一換熱器將煙氣的熱量傳給軟水，從第一換熱器流出的煙氣返回預(yù)熱器，將煙氣的余熱傳送給混合氣，得到熱量的軟水在第二換熱器將熱量傳給防凍風(fēng)。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述第一圓筒的內(nèi)壁上沿軸向方向上間隔設(shè)置有至少兩個(gè)擋板，擋板包括第一端和第二端，第一端連接至第一圓筒的內(nèi)壁，第二端與內(nèi)壁間隔設(shè)置；相鄰兩個(gè)擋板的第一端的安裝位置在第一圓筒的周向方向錯(cuò)開。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述相鄰兩個(gè)擋板的第一端的安裝位置在第一圓筒的周向方向錯(cuò)開180度。

進(jìn)一步地，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，上述擋板上開設(shè)有通氣孔。