[發明專利]一種用于高硫煤層瓦斯抽采的硫化氫凈化裝置及方法

有效

• 申請號: 202011338787.4
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112604420B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 李賀;路潔心;魯義;施式亮;李敏;葉青;鄭春山;王正;徐超平
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: B01D47/02
• 分類號: B01D47/02;B01D53/78;B01D53/52
• 代理公司: 洛陽啟越專利代理事務所(普通合伙) 41154
• 代理人: 吳楠

1.一種用于高硫煤層瓦斯抽采的硫化氫凈化裝置，其特征在于，包括瓦斯抽采管Ⅰ、瓦斯抽采管Ⅱ、脫水倉和凈化倉，

所述脫水倉包括倉體Ⅰ、進氣管Ⅰ和出氣管Ⅰ，進氣管Ⅰ和出氣管Ⅰ均豎直固定在倉體Ⅰ的上端、且進氣管Ⅰ和出氣管Ⅰ均與倉體Ⅰ內部連通，使倉體Ⅰ、進氣管Ⅰ和出氣管Ⅰ組成U型結構；進氣管Ⅰ側部開設裝有通氣閥Ⅰ的通氣口，進氣管Ⅰ內部裝有液位傳感器Ⅰ，用于監測脫水倉內的水位；倉體Ⅰ側部裝有排水管Ⅰ，排水管Ⅰ上裝有排水閥Ⅰ，進氣管Ⅰ和出氣管Ⅰ分別裝有閥門A和閥門B；所述閥門A設置在通氣閥Ⅰ的通氣口的上方；

所述凈化倉包括倉體Ⅱ、進氣管Ⅱ和出氣管Ⅱ，進氣管Ⅱ和出氣管Ⅱ均豎直固定在倉體Ⅱ的上端、且進氣管Ⅱ和出氣管Ⅱ均與倉體Ⅱ內部連通，使倉體Ⅱ、進氣管Ⅱ和出氣管Ⅱ組成U型結構；進氣管Ⅱ側部開設裝有通氣閥Ⅱ的通氣口，出氣管Ⅱ側部開設裝有通氣閥Ⅲ的通氣口，進氣管Ⅱ內部裝有液位傳感器Ⅱ，用于監測凈化倉內的水位；倉體Ⅱ側部裝有排水管Ⅱ，排水管Ⅱ上裝有排水閥Ⅱ，進氣管Ⅱ和出氣管Ⅱ分別裝有閥門C和閥門D，所述閥門C設置在通氣閥Ⅱ的通氣口的上方，閥門D設置在通氣閥Ⅲ的通氣口的上方；凈化倉內盛有碳酸鈉溶液、且液面達到液位傳感器Ⅱ所處位置，所述倉體Ⅱ內裝有濃度傳感器，用于實時監測碳酸鈉溶液的濃度值；

所述瓦斯抽采管Ⅰ與進氣管Ⅰ連通，出氣管Ⅰ和進氣管Ⅱ通過連接管連通，出氣管Ⅱ與瓦斯抽采管Ⅱ連通；瓦斯抽采管Ⅱ內裝有凈化膜和干燥膜，凈化膜內填充有硫化氫吸收劑；干燥膜內填充有干燥劑。

2.?根據權利要求1?所述的一種用于高硫煤層瓦斯抽采的硫化氫凈化裝置，其特征在于，所述倉體Ⅰ和倉體Ⅱ的底部均為傾斜設置。

3.?根據權利要求1?所述的一種用于高硫煤層瓦斯抽采的硫化氫凈化裝置，其特征在于，所述硫化氫吸收劑為氧化鋅；干燥劑為活性氧化鋁。

4.?一種根據權利要求1?所述用于高硫煤層瓦斯抽采的硫化氫凈化裝置的使用方法，其特征在于，具體步驟為：

①初始狀態時閥門A、閥門B、閥門C、閥門D、排水閥Ⅰ、排水閥Ⅱ、通氣閥Ⅰ、通氣閥Ⅱ和通氣閥Ⅲ均處于關閉狀態，打開通氣閥Ⅱ和通氣閥Ⅲ，此時通過通氣閥Ⅱ向凈化倉內注入濃度為2%的碳酸鈉溶液，當液位傳感器Ⅱ檢測到溶液時停止注液，并關閉通氣閥Ⅱ和通氣閥Ⅲ，完成碳酸鈉溶液的注入過程；

②將瓦斯抽采管Ⅰ與煤層抽采管連通，同時將瓦斯抽采管Ⅱ與抽采泵連通，然后打開閥門A、閥門B、閥門C和閥門D，此時開啟抽采泵對瓦斯進行抽采，煤層內部的瓦斯混合氣體在抽采負壓作用下，依次通過瓦斯抽采管Ⅰ、脫水倉、連接管、凈化倉和瓦斯抽采管Ⅱ，其中瓦斯混合氣體在經過脫水倉時混合的水和煤渣通過重力作用沉降在脫水倉內，然后經過脫水倉處理后的瓦斯混合氣體在經過凈化倉時，其中大部分的硫化氫氣體會與碳酸鈉溶液進行化學反應被吸收，然后剩余硫化氫氣體隨瓦斯氣體進入瓦斯抽采管Ⅱ，在經過凈化膜時，剩余硫化氫氣體與氧化鋅反應被吸收，最后瓦斯氣體通過干燥膜將水分吸收后，完成瓦斯氣體的凈化及脫水過程；

③持續進行瓦斯抽采的凈化及脫水過程中，當液位傳感器Ⅰ檢測到水時，關閉閥門A和閥門B，并打開通氣閥Ⅰ和排水閥Ⅰ，使脫水倉內的水和煤渣經過排水管Ⅰ流出，完成后關閉通氣閥Ⅰ和排水閥Ⅰ，并打開閥門A和閥門B，繼續進行瓦斯抽采；

④當液位傳感器Ⅱ未檢測的溶液時或濃度傳感器檢測到碳酸鈉溶液濃度低于0.5%時，關閉閥門C和閥門D，并打開通氣閥Ⅱ和排水閥Ⅱ，使凈化倉內的溶液經過排水管Ⅱ流出，完成后重復①中碳酸鈉溶液的注入過程，接著打開閥門C和閥門D，繼續進行瓦斯抽采。