[实用新型]一种处理煤层气的水合反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤层气处理装置，更具体的说是涉及一种利用生成水合物的方法使甲烷从煤层气中分离的装置。

背景技术

煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是甲烷。1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤，其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。但是由于甲烷的爆炸极限是5%到15%，因而瓦斯的利用具有相当大的风险，同时甲烷是一种温室效应很强的气体，其温室效应约为二氧化碳的21倍，在大气环境中，甲烷对全球温室效应的贡献率高达18%。据报道世界煤炭开采活动每年排放的甲烷约占全球甲烷排放量的5%到8%，而我国煤层气年排放量约占全球的1/4。合理有效的利用这些煤层气，无论对安全生产还是环境保护都具有重要意义。

气液雾化混合吸收塔是为了生成甲烷水合物，进而分离煤层气中的甲烷而设置的设备，其通过使甲烷与雾化吸收液进行混合，生成水－甲烷笼形包合物，发生物理化学反应而达到分离煤层气中甲烷和氮气氧气等气体的目的。原有气液混合吸收塔因为气体和吸收液颗粒太大，反应效率太低，从而造成分离效率较低。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种处理煤层气的水合反应器，以期可以使煤层气和吸收液充分接触混合，提高分离甲烷的效率。

本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：

本实用新型处理煤层气的水合反应器的结构特点是：所述水合反应器由水合反应塔、储槽、气液分离器、煤层气进口、水合物出料泵和水合物分解器组成；

所述水合反应塔呈立式设置，在所述水合反应塔的内部塔顶处设置有多毛细管气体再分布器，在水合反应塔的内部位于多毛细管气体再分布器下方的位置处间隔设置有环形液体再分布器；在所述水合反应塔的顶部设置有煤层气雾化喷嘴，在所述水合反应塔的侧面设置有吸收液雾化喷嘴，所述吸收液雾化喷嘴位于所述多毛细管气体再分布器与环形液体再分布器之间；

所述储槽固定在水合反应塔的底部并与水合反应塔的内部连通；所述储槽上设置有吸收液进口、吸收液导出口、气体导出口和水合物出料口；所述吸收液导出口依次经过吸收液循环泵和吸收液冷却器与所述吸收液雾化喷嘴连接；所述气体导出口通过连通管路连接与所述气液分离器，所述气液分离器的回流管路连接于储槽；所述水合物出料口经过水合物出料泵与水合物分解器连接；

所述气液分离器和煤层气进口并行连接后依次经过气体压缩机和气体冷却器与所述煤层气雾化喷嘴连接。

本实用新型处理煤层气的水合反应器的结构特点也在于：所述水合反应塔为圆柱形压力容器。

所述多毛细管气体再分布器上分布有直径为0.5-4.0mm的小孔。

所述吸收液导出口与吸收液循环泵之间设置有隔离甲烷水合物的隔离网。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、本实用新型提高了煤层气和吸收液接触生成甲烷水合物的效率，且设备简单、成本低；

2、本实用新型的水合反应塔内部设置有多毛细管气体再分布器，可以减小煤层气雾化颗粒的体积，结合设置在其下方的环形液体再分布器，可以增加煤层气与吸收液碰撞反应的几率，提高煤层气和吸收液接触生成甲烷水合物的效率；

3、本实用新型的水合反应塔内间隔设置有环形液体再分布器，该环形液体再分布器沿着圆周方向均匀设置有圆孔，使在离心力作用下向塔体的内壁扩散的雾状吸收液重新向中央内部流动，可预防雾状吸收液沿着塔内壁流动过程中凝聚成水滴而影响气液混合效率的现象出现。

附图说明

图1为本实用新型处理煤层气的水合反应器的结构示意图；

图2为本实用新型多毛细管气体再分布器的结构示意图；

图3为本实用新型环形液体再分布器的结构示意图；

图中标号：1水合反应塔；2储槽；3气液分离器；4吸收液循环泵；5气体压缩机；6吸收液冷却器；7气体冷却器；8水合物出料泵；9多毛细管气体再分布器；10环形液体再分布器；11煤层气雾化喷嘴；12吸收液雾化喷嘴；13吸收液进口；14煤层气进口；15水合物分解器；16吸收液导出口；17气体导出口；18水合物出料口。

具体实施方式

如图1所示，本实施例中处理煤层气的水合反应器的结构特点是：水合反应器由水合反应塔1、储槽2、气液分离器3、煤层气进口14、水合物出料泵8和水合物分解器15组成；