一种气、水、煤粉分离装置用分离器的制作方法

本实用新型涉及煤层气与煤炭开采技术领域，尤其涉及一种气、水、煤粉分离装置用分离器。

背景技术：

中国构造煤广泛发育且构造煤煤层气资源丰富，煤层气作为一种清洁能源受到广泛关注。采用地面原位煤层气井将煤层气和煤炭共同采出可以作为构造煤煤层气开发的重要手段。但煤层气井钻进过程中产出的煤粒与水呈混合物状态致使气、水、煤难以有效分离收集，且煤粒所含煤层气部分已经解吸呈游离气状态，部分仍然赋存于煤粒内部尚未解吸，增加了分离难度。虽然现有的多相分离技术日趋成熟，但是，仍然难以解决含气煤粒与水混合物的分离难题。

目前的二相分离和三相分离主要是应用于油田的重力沉降、过滤除砂、离心除砂以及旋流器除砂等设备。但分离物质主要是大密度砂粒、轻密度油体和伴生气，而相对低密度小颗粒煤粉、水和煤层气的分离难以达成。广泛应用的洗煤设备虽然可以对煤水混合物进行分离，但却不能分离出煤层气。煤矿井下常用的瓦斯、煤水分离装置与方法主要是对已喷出瓦斯和煤水的分离，也不能解决含未解吸煤层气的气水煤混合物的分离难题。如何设计一种气、水、煤粉分离装置用分离器是本实用新型所要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种气、水、煤粉分离装置用分离器。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种气、水、煤粉分离装置用分离器，包括分离器本体，所述的分离器本体竖直设置，所述分离器本体的中间为圆柱体结构，所述分离器本体的两端为半球形封头结构；所述分离器本体的外表面包覆有保温层，所述的分离器本体上设置有观察窗；所述分离器本体的上端设置有出气口，所述分离器本体的下端设置有固体出口，所述分离器本体的中上部位置设置有混合物入口，所述分离器本体内部的中上部位置安装有除雾段和增温螺旋管，所述混合物入口和增温螺旋管都位于除雾段的下部，所述混合物入口和增温螺旋管连接，所述的增温螺旋管外安装有电加热装置，所述增温螺旋管的上端设置有若干圆孔，所述除雾段的下端安装有隔热板，所述的隔热板上设置有若干透气孔；所述分离器本体内部的中下部位置安装有搅拌式微波增温器，所述分离器本体的中下部位置设置有出液口，所述分离器本体内部的中下部位置还安装有固液分离挡板，所述的固液分离挡板位于出液口的下部，所述的固液分离挡板上设置有可开合的出料门。

优选的，所述的一种气、水、煤粉分离装置用分离器，所述分离器本体的中下部设置有液位控制器，所述的出液口上安装有控制阀门，所述的液位控制器和控制阀门连接。

优选的，所述的一种气、水、煤粉分离装置用分离器，所述的分离器本体上安装有压力表和安全阀。

优选的，所述的一种气、水、煤粉分离装置用分离器，所述的除雾段为若干中空圆管连接成的网状结构，所述的除雾段和外部水源连通。

优选的，所述的一种气、水、煤粉分离装置用分离器，所述的搅拌式微波增温器包括微波加热器和搅拌杆，所述的搅拌杆安装在微波加热器上，所述的微波加热器上安装有电机，所述的搅拌杆和电机连接。

本实用新型的优点在于：本实用新型的分离器将气、水、煤粉三相混合物转化为固液—气两相进行分离，分离后的气相进入后续分离装置，固液相留在分离器内，并通过重力分离作用进行分离，简化了气、水、煤粉三相混合物的分离过程，分离效果好。

进一步，分离器本体的中下部设置液位控制器，如果水位超过设定位置，则控制器控制控制阀门打开，液体自动由出液口流出，实现液体的自动回收。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型搅拌式微波增温器的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种气、水、煤粉分离装置用分离器，包括分离器本体1，所述的分离器本体1竖直设置，所述分离器本体1的中间为圆柱体结构，所述分离器本体1的两端为半球形封头结构；所述分离器本体1的外表面包覆有保温层2，所述的分离器本体1上设置有观察窗3；所述分离器本体1的上端设置有出气口4，所述分离器本体1的下端设置有固体出口5，所述分离器本体1的中上部位置设置有混合物入口6，所述分离器本体1内部的中上部位置安装有除雾段7和增温螺旋管8，所述混合物入口6和增温螺旋管8都位于除雾段7的下部，所述混合物入口6和增温螺旋管8连接，所述的增温螺旋管8外安装有电加热装置9，所述增温螺旋管8的上端设置有若干圆孔10，所述除雾段7的下端安装有隔热板11，所述的隔热板11上设置有若干透气孔12；所述分离器本体1内部的中下部位置安装有搅拌式微波增温器13，所述分离器本体1的中下部位置设置有出液口14，所述分离器本体1内部的中下部位置还安装有固液分离挡板15，所述的固液分离挡板15位于出液口14的下部，所述的固液分离挡板15上设置有可开合的出料门16。

气、水、煤粉混合物从混合物入口处送至分离器本体内，在分离器本体内，气、水、煤粉混合物首先经过螺旋增温器的增温，使煤粉中的煤层气(主要成分为甲烷)在高温下快速解吸出来，解吸出的煤层气从增温螺旋管上的圆孔处排出；解吸后的固液混合物从螺旋增温器底部排出并下落至分离器本体中下部，开启搅拌式微波增温器，对煤粉和水进行搅拌，使剩余煤粉中未解吸的气体全部解吸，解吸的气体由除雾段冷凝后排出，解吸后的煤粉和水由于重力分离作用，固相煤粉在下，水相在上，随着气、水、煤粉混合物持续的、连续的进入，固相煤粉与水相会在分离器本体底部越聚越多，通过观察窗可以对固相煤粉和液相位置进行观察，并在分离器内部设置液位控制器，如果水位超过设定位置，则控制阀门打开，液体自动由出液口流出至液体回收槽内，如果固相煤粉增多至一定位置，关闭固液分离挡板上的出料门，将上部煤粉和水与下部煤粉隔开，然后打开固体出口，将下部的煤粉从固体出口处排出收集。本实用新型的分离器将气、水、煤粉三相混合物转化为固液—气两相进行分离，分离后的气相进入后续分离装置，固液相留在分离器内，并通过重力分离作用进行分离，简化了气、水、煤粉三相混合物的分离过程，分离效果好；分离器本体的外表面包覆保温层，降低分离器本体内部热量的散失，提高热量利用率，有助于节约能源；除雾段的下部安装隔热板，降低除雾段对热量的吸收，保证除雾段的冷凝效果。

优选的，所述分离器本体1的中下部设置有液位控制器17，所述的出液口14上安装有控制阀门18，所述的液位控制器17和控制阀门18连接。

分离器本体的中下部设置液位控制器，如果水位超过设定位置，则控制器控制控制阀门打开，液体自动由出液口流出，实现液体的自动回收。

优选的，所述的分离器本体1上安装有压力表19和安全阀20。

分离器本体上安装压力表和安全阀，安全性好、便于观察分离器本体内的压力。

优选的，所述的除雾段7为若干中空圆管连接成的网状结构，所述的除雾段7和外部水源连通。

在增温螺旋管增温时，部分水会因汽化而变成水蒸气，并和解吸出的气体一起从圆孔处排出，排出的气体和水蒸气首先经过除雾段，除雾段的中空圆管内填充有循环冷却水，通过除雾段的冷却作用，水蒸气通过冷凝形成液态水留在分离器本体内。

优选的，所述的搅拌式微波增温器13包括微波加热器21和搅拌杆22，所述的搅拌杆22安装在微波加热器21上，所述的微波加热器21上安装有电机23，所述的搅拌杆22和电机23连接。

搅拌式微波增温器对煤粉和水进行加热和搅拌，通过加热和搅拌，可使剩余煤粉中未解吸的气体全部解吸。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。