煤层气分离系统的制作方法

本技术涉及煤层气分离，特别涉及一种煤层气分离系统。

背景技术：

1、煤层气是指赋存在煤层中，以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主，并部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的天然气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气。煤层气可以用来发电，用作工业燃料、化工原料和居民生活燃料。煤层气随着煤炭的开采泄漏到大气中，会加剧全球的温室效应。在采煤之前先采出煤层气，煤矿生产中的瓦斯将降低70％～85％。

2、煤层气中主要成分是甲烷，还包含有一部分氧气、二氧化碳、氮气和硫化物等杂质，在使用前需要将这部分杂质脱除，以免降低煤层气的热值，增大煤层气保存和输送的能耗等。

3、公告号为cn215855952u的专利公开了一种煤层气净化系统，包括吸收塔、lng高压闪蒸罐、lng低压闪蒸罐、贫富液换热器、再生塔、第一酸气分离器、脱碳气分离器、脱硫塔、干燥器、脱汞塔和粉尘过滤器，该专利能够有效地对煤气层进行脱酸、脱硫、脱汞、脱芳香烃和重烃的处理，但处理中由多个装置提供热源和冷源，不利于设备的维护，增加了生产的成本，并且最终产出的液化煤层气不利于在管道中运输，需要装罐后再运走，增加了运输成本的同时，还具有安全隐患。

技术实现思路

1、本实用新型主要目的在提供一种煤层气分离系统，以解决上述问题。

2、为达上述目的，本实用新型提供一种煤层气分离系统，包括依次连通的脱碳装置、脱碳气分离器、脱硫装置、脱水装置、脱汞装置和低温液化装置，其特征在于，还包括复热换热器、第一换热器、第一涡流管、第二涡流管和用于输送煤层气的输送管道；

3、所述复热换热器的冷端入口与低温液化装置的出口连通，冷端出口与输送管道连通，热端入口与所述第二涡流管的热气出口连通，热端出口与外界连通；

4、所述第一换热器位于所述脱碳装置和所述脱碳气分离器之间，其中，所述第一换热器的热端入口与所述脱碳装置连通，热端出口与所述脱碳气分离器的入口连通，冷端入口与所述第一涡流管的冷气出口连通，冷端出口与外界连通；

5、所述脱碳装置设置有气体入口。

6、进一步的，还包括旋风分离器，所述旋风分离器的气体入口用于通入煤层气，所述旋风分离器的气体出口与脱碳装置的气体入口连通。

7、进一步的，所述脱汞装置和低温液化装置之间设置有预冷换热器，所述预冷换热器的热端入口与所述脱汞装置的出口连通，热端出口与所述低温液化装置的入口连通，冷端入口与所述第二涡流管的冷气出口连通，冷端出口与外界连通。

8、进一步的，所述脱碳装置包括吸收塔、闪蒸罐、再生塔、酸气分离器、第二换热器和用于向所述再生塔提供汽提再生热量的再沸器；

9、所述气体入口设置于所述吸收塔底部，所述吸收塔底部另一侧设置有富液出口，上部设置有贫液入口，顶部设置有与所述第一换热器连通的煤层气出口；

10、所述再生塔底部设置有贫液出口，上部设置有富液入口，顶部设置有酸性气体出口；

11、所述闪蒸罐的一端与所述富液出口连通，另一端与所述富液入口连通；

12、所述第二换热器的热端入口与所述酸性气体出口连通，热端出口与酸气分离器的入口端连通，冷端入口与所述第二涡流管的冷气出口连通，冷端出口与外界连通；

13、所述再沸器与第一涡流管的热气出口连通。

14、进一步的，还包括第三换热器；所述第三换热器的冷端入口与所述第一涡流管的冷气出口连通，冷端出口与外界连通，热端入口与所述贫液出口连通，热端出口与所述贫液入口连通。

15、进一步的，还包括火炬，所述火炬与所述酸气分离器的出口端连通。

16、本实用新型具有以下有益效果：

17、本实用新型通过涡流管向各个换热器和再沸器提供冷源和热源，减少了提供冷源的装置数量，便于设备的维护；通过设置预冷换热器，使煤层气在低温液化前先降低了一定的温度，减少了低温液化时冷剂的消耗并保证了后续低温液化的效果；通过复热换热器，使液态的煤层气变为气态，方便了煤层气在管道内运输，降低了运输成本，提高了运输的安全性。

技术特征：

1.一种煤层气分离系统，包括依次连通的脱碳装置、脱碳气分离器(3)、脱硫装置(4)、脱水装置(5)、脱汞装置(6)和低温液化装置(7)，其特征在于，还包括复热换热器(8)、第一换热器(9)、第一涡流管(12)、第二涡流管(16)和用于输送煤层气的输送管道；

2.如权利要求1所述的煤层气分离系统，其特征在于，还包括旋风分离器，所述旋风分离器的气体入口用于通入煤层气，所述旋风分离器的气体出口与脱碳装置的气体入口连通。

3.如权利要求1所述的煤层气分离系统，其特征在于，所述脱汞装置(6)和低温液化装置(7)之间设置有预冷换热器(14)，所述预冷换热器(14)的热端入口与所述脱汞装置(6)的出口连通，热端出口与所述低温液化装置(7)的入口连通，冷端入口与所述第二涡流管(16)的冷气出口连通，冷端出口与外界连通。

4.如权利要求1所述的煤层气分离系统，其特征在于，所述脱碳装置包括吸收塔(1)、闪蒸罐(101)、再生塔(2)、酸气分离器(15)、第二换热器(10)和用于向所述再生塔(2)提供汽提再生热量的再沸器；

5.如权利要求4所述的煤层气分离系统，其特征在于，还包括第三换热器(11)；所述第三换热器(11)的冷端入口与所述第一涡流管(12)的冷气出口连通，冷端出口与外界连通，热端入口与所述贫液出口连通，热端出口与所述贫液入口连通。

6.如权利要求4所述的煤层气分离系统，其特征在于，还包括火炬(13)，所述火炬(13)与所述酸气分离器(15)的出口端连通。

技术总结本技术公开了一种煤层气分离系统，涉及煤层气分离技术领域。包括依次连通的脱碳装置、脱碳气分离器、脱硫装置、脱水装置、脱汞装置、低温液化装置和输送管道，以及复热换热器、第一换热器、第一涡流管和第二涡流管。复热换热器的冷端分别与低温液化装置和输送管道连通，热端分别与第二涡流管和外界连通；第一换热器的热端分别与脱碳装置和脱碳气分离器连通，冷端分别与第一涡流管和外界连通。本技术通过涡流管向换热器提供冷源，向脱碳装置和复热换热器提供热源，使装置更加简洁化，并通过复热换热器，将液化的煤层气升温变为气体，进而便于在输送管道内运输，减少了运输的成本，提高了运输的安全性。技术研发人员：吉跃丰,苏四峰,贺栋受保护的技术使用者：山西易高煤层气有限公司技术研发日：20230920技术公布日：2024/5/29