[实用新型]采用液氮高效回收瓦斯气和煤层气的净化液化装置

说明书

本实用新型采用液氮作为整体项目的冷源，采用低温冷冻法通过切换换热器清除原料气的水分，二氧化碳，硫化氢等杂质，冷却原料气体到液化温度，液化瓦斯气或煤层气的甲烷和高碳分子来生产液化天然气。在每个井口直接安装一套此设备，不用铺设管道。即可连续生产液化天然气。采用本技术，2千克的液氮可生产1千克的液化天然气，按液氮价格1元/千克，液化天然气价格在3。5元/千克，每生产1千克液化天然气，毛利润在1。5元，工艺流程简单，动设备少，阀门少，投资省，运行成本低，操作温度在零度以下，安全性高，彻底避免了瓦斯气爆炸的可能性，可靠性高，在同样规模的瓦斯气或煤层气回收，投资可减低50%，人工可减少50%，总成本可降低30%以上。

技术领域

本实用新型涉及一种用液氮高效回收瓦斯气和煤层气的净化液化装置。

背景技术

据统计我国残煤赋存煤层气资源总量在1132.7-2187.2亿立方米之间，根据国家的规划生产进一步向大基地、大集团集中。到2015年底全国关闭2000处以上小煤矿，逐步淘汰9万吨/年及以下煤矿，加快关闭9万吨/年及以下煤与瓦斯突出等灾害严重的煤矿，坚决关闭发生较大及以上责任事故的9万吨/年及以下的煤矿。但是在这些关闭的报废煤矿中，富集着大量具有开发利用价值的瓦斯气体。目前的瓦斯气体有效利用量低于10%，除了少部分用于燃烧发电，大部分直接放空，直接排放的煤矿瓦斯不仅严重污染当地大气，还造成巨大的能源浪费。

目前瓦斯气体的利用是采用的变压吸附净化和常规压缩机，膨胀机制冷生产冷量来产生液化天然气流程，动设备多，能耗大，设备复杂，投资大，故只有大规模的回收。然而煤层中瓦斯气由每个煤矿坑道产生，每口井的瓦斯量流量小间隔远，需要巨大的管道投资；大部分瓦斯气中氧气含量高，有大量的切换阀门和动设备，存在非常高的安全隐患；在连续生产时故障率高，维修费用大等问题；以上导致瓦斯气和煤层气回收都是严重亏损。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种动设备少，能经济可靠回收小流量不用铺设管道，避免瓦斯爆炸的安全性高的回收瓦斯气和煤层气的净化液化装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：采用液氮高效回收瓦斯气和煤层气的净化液化装置，其特征在于，包括常压缓冲罐、洛茨鼓风机、净化冷箱、液化冷箱、脱硫装置和液化天然气产品储槽，所述的净化冷箱包括切换换热器和容纳切换换热器的保温腔，所述的液化冷箱包括冷凝器、主换热器和容纳冷凝器和主换热器的保温腔。

进一步的，所述的切换换热器包括第一气体通道、第二气体通道和切换系统，所述的切换系统包括切换管路和多个开关切换管路的阀，所述的切换管路与第一气体通道、第二气体通道连通，阀控制第一气体通道与第二气体通道的切换。

进一步的，所述的液化冷箱内冷凝器在主换热器的上方，所述的主换热器设有清洁气体通道和回流气体通道，所述的冷凝器的底部设有液化天然气排气管，顶部设有进气口，侧面设有出气口，所述的出气口与清洁气体通道连通，所述的进气口与回流气体通道连通，所述的冷凝器内插入一液氮喷射管，所述的喷射管上设有多个用于喷射液氮的喷射口。

采用液氮高效回收瓦斯气和煤层气的净化液化装置，其特征在于，包括一箱体，所述的箱体内设有脱硫装置、切换换热器、主换热器、冷凝器、液氮储槽和液化天然气储槽，所述的切换换热器在主换热器的上方，所述的冷凝器在液化天然气储槽的上方，脱硫装置和液氮储槽设在箱体内的两侧。

进一步的，所述的切换换热器和主换热器均包括三个气体通道，分别为清洁气体通道、不凝性气体通道和回流气体通道。

进一步的，所述的脱硫装置包括一塔体、带有连接法兰和止逆阀的进气管道、小型鼓风机和风道止逆阀，所述的塔体装有活性炭。

采用液氮高效回收瓦斯气和煤层气的净化液化流程，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将矿井瓦斯原料气体预处理收集后，通过第一气体通道输送至净化冷箱中，回流气体通过第二气体通道进入净化冷箱；