[发明专利]一种管道式荒煤气预冷系统及其预冷方法

说明书

本发明公开了一种管道式荒煤气预冷系统及其预冷方法，系统包括连接在出气井井口与煤气输送管网之间的荒煤气冷却管段，雾化喷嘴设置在所述荒煤气冷却管段上并与供水管连接。循环水泵的进水端与水容器连接，出水端与循环水管道的一端连接。循环水管道与供水管连接，温度传感器设置在荒煤气冷却管段上。本发明所提供的管道式荒煤气预冷系统及其预冷方法，采用雾化水降温，增大了与荒煤气换热的相界面，强化了换热效果，减少了因高温煤气直接进入煤气管网，可能导致的管网热力破坏。本发明所提供的管道式荒煤气预冷系统，结构简化，操作简便，效果显著。

技术领域

本发明涉及煤炭地下气化装置，具体涉及一种管道式荒煤气预冷系统及其预冷方法。

背景技术

煤炭地下气化过程中，气化剂中的氧气与煤层发生燃烧、气化反应，生成的荒煤气温度可达500～1000℃左右。离开反应区的荒煤气，经集气通道从出气井内流出至地面过程中，通过与通道煤焦、围岩、灰层以及出气井井壁岩层换热后，温度降至350℃左右。如此高温的荒煤气，如果直接进入煤气输送管网，会导致管网产生较大的热应力变形，使得局部管道、管件产生裂纹损坏，不利于煤气管网长期安全运行。因而为了提高高温荒煤气输送的安全性，需要降低荒煤气温度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道式荒煤气预冷系统及其预冷方法，其利用水雾容易气化的特点，将冷却水雾化后，直接喷入荒煤气中。当低温水雾遇高温荒煤气后，迅速吸热蒸发，由液相变为气相，从而使荒煤气温度降低，达到对荒煤气预冷却降温的目的。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种管道式荒煤气预冷系统，其包括：

荒煤气冷却管段，其连接在出气井井口与煤气输送管网之间；

水雾化装置，其包括雾化喷嘴和供水管，所述雾化喷嘴设置在所述荒煤气冷却管段上；该雾化喷嘴的一端置于荒煤气冷却管段内，另一端与供水管的一端连接；

循环水回流装置，其包括循环水泵、循环水管道和水容器；所述循环水泵的进水端与水容器连接，出水端与循环水管道的一端连接；所述循环水管道与所述供水管连接；

温度传感器，其设置在所述荒煤气冷却管段上。

作为优选，所述雾化喷嘴为多个，这些雾化喷嘴沿所述荒煤气冷却管段的轴向和径向均匀分布。

作为优选，所述循环水管道上设置有流量计。

作为优选，所述循环水管道上设置有自动调节阀；所述自动调节阀可根据各传感器测量的数据自动调节循环水的流量。

作为优选，所述温度传感器、流量计、自动调节阀均与控制器电性连接。

作为优选，所述控制器为可编程控制器或单片机。

作为优选，所述流量计为节流式流量计或电磁流量计。

作为优选，所述温度传感器为热电阻式温度传感器。

上述任一项所述的管道式荒煤气预冷系统，其预冷方法如下：

使高温荒煤气从出气井井口流出，进入荒煤气冷却管段；在荒煤气冷却管段内，将增压后的循环冷却水经雾化喷嘴雾化成水雾后直接喷入高温荒煤气中；将预冷后的荒煤气送入煤气输送管网中，送至荒煤气冷却工段进一步冷却后，脱除荒煤气中的水分；脱除的污水被送至水容器中，经循环水泵增压后，由循环水管道送至各出气井供水管中，再经雾化喷嘴重新喷洒至荒煤气中，继续对荒煤气进行预冷。

本发明所提供的管道式荒煤气预冷系统及其预冷方法，采用雾化水降温，增大了与荒煤气换热的相界面，强化了换热效果，减少了因高温煤气直接进入煤气管网，可能导致的管网热力破坏。本发明所提供的管道式荒煤气预冷系统，结构简化，操作简便，效果显著。

附图说明