[发明专利]抑燃抑爆型低浓度煤层气深冷液化装置

权利要求书

1.一种抑燃抑爆型低浓度煤层气深冷液化装置，包括煤层气存储系统、煤层气压缩系统、煤层气净化系统、煤层气液化与分离系统、LNG存储系统和用于向所述煤层气液化与分离系统提供冷量的制冷循环系统，其特征在于：所述煤层气存储系统的前后两侧均设有主动抑爆装置； 

所述煤层气压缩系统包括沿煤层气流向依次设置的至少一组相互串联的增压压缩单元，每组所述增压压缩单元包括煤层气压缩机和煤层气冷却器； 

所述主动抑爆装置包括控制器、与控制器相连的传感器组和沿煤层气流向依次设置并均与控制器相连的自动阻爆阀门、自动喷粉抑爆装置、水封阻火泄爆装置，所述传感器组包括沿分别设置在所述煤层气压缩系统、煤层气净化系统、煤层气液化与分离系统内的火焰传感器和压力传感器； 

所述煤层气液化与分离系统包括沿煤层气流向依次设置的一级换热器、二级换热器、三级换热器、过冷器、节流阀V_f和精馏塔，所述精馏塔塔顶设置塔顶冷凝器，精馏塔塔内设置位于塔底的再沸器，所述精馏塔塔顶设置的氮氧气出口与所述塔顶冷凝器的氮氧气出口相连，且所述精馏塔的塔底设置冷凝液出口； 

所述精馏塔内填充有用于分馏煤层气中甲烷、且具有抑爆性能的填料，所述精馏塔内还设有阻火抑爆材料，所述阻火抑爆材料为间隔铺设在所述填料内的阻火丝网。 

2.根据权利要求1所述的抑燃抑爆型低浓度煤层气深冷液化装置，其特征在于： 

所述煤层气存储系统包括气柜； 

所述煤层气净化系统包括沿煤层气流向依次设置的脱汞塔、吸收塔和脱水装置； 

所述LNG存储系统包括液化甲烷存储罐，所述液化甲烷存储罐的入口与所述精馏塔的冷凝液出口相连。 

3.根据权利要求1所述的抑燃抑爆型低浓度煤层气深冷液化装置，其特征 在于：所述制冷系统包括混合冷剂循环系统和氮循环系统； 

所述混合冷剂循环系统包括节流阀V₁、节流阀V₂和沿混合冷剂流动方向依次设置的混合冷剂压缩机、混合冷剂冷却器、重烃分离器；所述重烃分离器的气相混合冷剂出口依次通过一级换热器和二级换热器连通于所述再沸器的气相混合冷剂入口，所述再沸器的气相混合冷剂出口依次通过节流阀V₂、三级换热器、二级换热器和一级换热器使气相混合冷剂回流并连通于所述混合冷剂压缩机的混合冷剂入口；所述重烃分离器的液相混合冷剂出口通过一级换热器和节流阀V₁后与回流的气相混合冷剂汇合； 

所述氮循环系统包括节流阀V₃和沿氮冷却剂的流动方向依次设置的氮压缩机、氮冷却器，所述氮冷却器的氮出口依次通过所述一级换热器、二级换热器、三级换热器、过冷器和节流阀V₃连通于所述塔顶冷凝器的氮入口，所述塔顶冷凝器的氮出口依次通过过冷器、三级换热器、二级换热器和一级换热器使氮冷却剂回流并连通于所述氮压缩机的氮入口。 

4.根据权利要求3所述的抑燃抑爆型低浓度煤层气深冷液化装置，其特征在于：所述煤层气液化与分离系统还包括膨胀机，所述精馏塔的氮氧气出口通过所述过冷器连通于所述膨胀机的氮氧气入口，所述膨胀机的氮氧气出口依次通过过冷器、三级换热器、二级换热器和一级换热器使氮氧气复热后进入净化工序。 

5.根据权利要求4所述的抑燃抑爆型低浓度煤层气深冷液化装置，其特征在于：所述混合冷剂为氮气、甲烷、乙烯、丙烷、异戊烷的混合物。 

6.根据权利要求5所述的抑燃抑爆型并用于提取低浓度含氧煤层气中甲烷的装置，其特征在于：所述混合冷剂的组分为：23.5%的氮气；38.8%的甲烷；11%的乙烯；14.2%的丙烷；12.5%的异戊烷。 

7.根据权利要求3所述的抑燃抑爆型低浓度煤层气深冷液化装置，其特征在于：所述精馏塔的冷凝液出口通过所述三级换热器连通于液化甲烷存储罐。 

8.根据权利要求1-7任一项所述的抑燃抑爆型低浓度煤层气深冷液化装置， 其特征在于：阻火丝网的网孔大小为80～200目。 

9.根据权利要求8所述的抑燃抑爆型低浓度煤层气深冷液化装置，其特征在于：所述阻火丝网的铺设密度为每间隔300mm铺设1-12层。