[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

本發明公開了一種用于高硫煤層瓦斯抽采的硫化氫凈化裝置及方法，包括瓦斯抽采管Ⅰ、瓦斯抽采管Ⅱ、脫水倉和凈化倉，將從高硫煤層抽采出的瓦斯與硫化氫混合氣體先經過脫水倉，此時混合氣體內的水和煤渣會沉降在脫水倉內，完成對混合氣體的過濾作用；然后混合氣體經過凈化倉，凈化倉內的碳酸鈉溶液和硫化氫氣體反應后生成硫氫化鈉、水和二氧化碳，且硫氫化鈉易溶于水中；從而實現對硫化氫氣體的凈化作用；最后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，因此本發明能保證抽采出的瓦斯氣體的純凈度。

技術領域

本發明涉及一種硫化氫凈化裝置及方法，具體是一種用于高硫煤層瓦斯抽采的硫化氫凈化裝置及方法。

背景技術

煤層中的瓦斯既是一種危險源，又是一種清潔能源，大多數高瓦斯礦井通過抽采對煤層中的瓦斯加以利用。針對高硫煤層，瓦斯氣體中含有大量硫化氫氣體，作為一種酸性有毒有害氣體，硫化氫極易腐蝕瓦斯抽采管路。煤層注堿固硫是一種有效的硫化氫治理方法，然而，堿液難以在致密的煤層中滲透，堿液與煤體接觸面積有限，從而導致抽采出的瓦斯氣體中仍然殘留大量硫化氫。當前對煤礦硫化氫的治理多集中在煤層硫化氫異常富集和巷道風流硫化氫凈化等方面，而沒有考慮瓦斯抽采管路中硫化氫氣體的處理。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種用于高硫煤層瓦斯抽采的硫化氫凈化裝置及方法，能在煤層抽采瓦斯過程中對硫化氫氣體進行凈化，同時能對瓦斯氣體進行脫水和煤渣過濾，最終保證抽采出的瓦斯氣體的純凈度。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種用于高硫煤層瓦斯抽采的硫化氫凈化裝置，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；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。

進一步，所述倉體Ⅰ和倉體Ⅱ的底部均為傾斜設置。采用這種設置方便脫水倉和凈化倉內的液體分別通過排水管Ⅰ和排水管Ⅱ排出。

進一步，所述硫化氫吸收劑為氧化鋅；干燥劑為活性氧化鋁。氧化鋅在遇到硫化氫時能與其反應生成硫化鋅和水，從而實現硫化氫吸收的作用；活性氧化鋁能將水吸附，從而實現脫水干燥的作用。

一種用于高硫煤層瓦斯抽采的硫化氫凈化裝置的使用方法，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；