专利名称：一种适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤矿瓦斯发电及综合利用领域，更准确地说为低浓度瓦斯发电中瓦斯主要组份的浓度实现实时检测的装置。
背景技术：
煤矿瓦斯是一种采煤过程中必然产生的气体，其中甲烷的浓度差异很大，因此在煤矿中会产生各种不同甲烷含量的气体。高浓度的瓦斯气具有较高的利用价值，其已经作为十分重要的化工原料进行后续利用。但是，当瓦斯中甲烷浓度在如下情况时，其利用方式分别如下:(I) CH4浓度在80%以上的特高浓度瓦斯，进行提纯利用。(2) CH4浓度在30% -80%之间的高浓度瓦斯，用于高浓度瓦斯发电机组发电。(3)CH4浓度在6% -30%之间的低浓度瓦斯，通过安全输送及发电技术，实现发电利用。(4)CH4浓度在4% -6%之间的特低浓度瓦斯，采用燃油引燃式瓦斯发电机组发电利用。我国煤矿瓦斯电站一般只能用浓度30%以上煤矿瓦斯发电，近年来，已经开发成功低浓度煤矿瓦斯(甲烷含量6% 30%)发电技术，避免直接将瓦斯气排空造成浪费及污染环境，因此采用此项技术既节约能量又可减少环境污染，已在煤矿得到推广。由于甲烷的煤矿瓦斯利用具有十分重要的意义，目前大规模的瓦斯发电技术中对甲烷、二氧化碳等成份的浓度控制十分重要，当二氧化碳浓度超过2%时，发电机会出现生产性停车，因此，必须对瓦斯气中的原料组成进行严格监控，为提闻生广的稳定可罪运行提供保障。申请号为200620126122.6的中国实用新型专利公开了一种防爆型气体采样装置，该装置包括有一个圆柱状基座，在基座上设置有凹腔，在凹腔中安置有可与甲烷气体反应的催化元件，与催化元件连接的导线通过凹腔底部的引线孔引出，基座的外壁上设置有外螺纹，有一个螺盖与 基座上的外螺纹配合并盖在基座外围，螺盖上开有与基座上的凹腔相通的进气孔。本实用新型结构简单、体积小、安装方便，但在实际使用中存在如下问题:甲烷的检测结果不准，系统容易出现故障，寿命缩短，干扰严重，为提高检测准确度，有必要将瓦斯气中的多种成份分别对待，进行检测。
实用新型内容本实用新型针对瓦斯发电中原料气中甲烷、二氧化碳的浓度实时监测需要，提出一种采用能有效对瓦斯气中多种成份进行检测的装置。为了实现上述目的，本实用新型提供一种适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，其包括清洗塔，清洗塔的出口与分离器的入口连接，分离器的出口与干燥器的入口连接，干燥器的出口与检测装置连接。优选的是，清洗塔的入口前端装有引风装置，该引风装置将待检测的瓦斯气引入清洗塔。在上述任一方案中优选的是，所述引风装置包括鼓风器。在上述任一方案中优选的是，所述引风装置包括引风机。[0009]在上述任一方案中优选的是，所述清洗塔将瓦斯气中的灰尘、杂质等除去。在上述任一方案中优选的是，所述清洗塔中填装碱性吸收液。在上述任一方案中优选的是，所述清洗塔中装有反应器，该反应器为水幕反应器，该反应器中装有碱性吸收液，其能够实现瓦斯气体与碱性吸收液的充分接触并发生化学反应，瓦斯气体与所述碱性吸收液反应后可将瓦斯气中的含硫化合物和二氧化硫、二氧化碳脱除，经过碱性吸收液脱除后的瓦斯气中包括甲烷CH4、一氧化碳CO、氢气H2等气体。在上述任一方案中优选的是，瓦斯气中的含硫化合物，如硫化氢可能导致催化剂中毒，影响气体测量结果的正确性，因此要预脱除其中的含硫化合物。在上述任一方案中优选的是，所述碱性吸收液为碳酸钠。在上述任一方案中优选的是，所述碱性吸收液为亚硫酸钠。在上述任一方案中优选的是，所述清洗塔中装有气雾化发生器，所述气雾化发生器用于将清洗塔中的碱性清洗液气雾化，并使通过气雾化发生器的瓦斯气与碱性清洗液发生充分的化学反应，以此进一步脱除瓦斯气中的二氧化碳气体。在上述任一方案中优选的是，所述清洗塔中包括喷淋装置。在上述任一方案中优选的是，所述清洗塔中的喷淋装置将碱液喷淋使其与瓦斯气充分反应。在上述任一方案中优选的是，所述分离器为气液分离器，即气体与液体的两相分离器，该分离器可将气体与液体分离并分别输出，即经过与碱性吸收液反应后的瓦斯气进入气液分离器后将其中的气相和液相物质分离。在上述任一方案中优选的是，所述分离器的气体出口与干燥器的入口连接，经分离器分离出的气体进入干燥器，所述干燥器对气体进行干燥并进入下一处理过程。在上述任一方案中优选的是，所述检测装置包括传感器。在上述任一方案中优选的是，所述检测装置包括甲烷CH4传感器。在上述任一方案中优选的是，所述检测装置包括一氧化碳CO传感器。在上述任一方案中优选的是，所述检测装置包括二氧化碳CO2传感器。在上述任一方案中优选的是，所述检测装置包括硫化氢H2S传感器。本实用新型所提供的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置的工作方式是:将待检测的瓦斯气经引风装置输送至清洗塔，清洗塔中的碱性吸收液经过气雾化发生器和喷淋装置喷出并与瓦斯气充分接触、充分反应，经过化学反应后瓦斯气中的硫化物和其他酸性物质被脱除，此后，瓦斯气进入气液两相分离器，该分离器将瓦斯气中所含的液相成分与气相成分分离，其中气相成分通过分离器的出口进入与之连接的干燥器，经干燥器干燥后的瓦斯气即进入检测装置进行气体成分的实时测量。 更多操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。本实用新型的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置采用碱性吸收剂，以水幕式雾化技术进行处理，获得良好的处理效果，将瓦斯气中的粉尘脱除，以碱性吸收剂将其中的二氧化碳、含硫化合物脱除，实现各种组份的综合检测。本实用新型所提供的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置的技术方案包括上述各部分的任意组合，上述各部分组件的简单变化或组合仍为本实用新型的保护范围。
图1为按照本实用新型的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置的一优选实施例的示意图；图1中数字分别表示:I鼓风器2清洗塔3分离器4干燥器5检测装置。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，
以下结合附图1详细描述按照本实用新型的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置的优选实施例:实施例1，一种适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，包括清洗塔2，清洗塔2的出口与分离器3的入口连接，分离器3的出口与干燥器4的入口连接，干燥器的4出口与检测装置5连接。本实施例中，清洗塔2的入口前端装有引风装置，该引风装置将待检测的瓦斯气引入清洗塔2。本实施例中，所述引风装置为鼓风器I。本实施例中，所述 清洗塔2将瓦斯气中的灰尘、杂质等除去。本实施例中，所述清洗塔2中填装碱性吸收液。本实施例中，所述清洗塔2中装有反应器，该反应器为具有水幕反应器，该反应器中装有碱性吸收液，其能够实现瓦斯气体与碱性吸收液的充分接触并发生化学反应，瓦斯气体与所述碱性吸收液反应后可将瓦斯气中的含硫化合物和二氧化硫、二氧化碳脱除，经过碱性吸收液脱除后的瓦斯气中包括甲烷CH4、一氧化碳CO、氢气H2等气体。 本实施例中，瓦斯气中的含硫化合物，如硫化氢可能导致催化剂中毒,影响气体测量结果的正确性，因此要预脱除其中的含硫化合物。本实施例中，所述碱性吸收液为碳酸钠。本实施例中，所述清洗塔2中装有气雾化发生器，所述气雾化发生器用于将清洗塔中的碱性清洗液气雾化，并使通过气雾化发生器的瓦斯气与碱性清洗液发生充分的化学反应，以此进一步脱除瓦斯气中的二氧化碳气体。本实施例中，所述分离器3为气液分离器，即气体与液体的两相分离器，该分离器3可将气体与液体分离并分别输出，即经过与碱性吸收液反应后的瓦斯气进入气液分离器后将其中的气相和液相物质分离。本实施例中，所述分离器3的气体出口与干燥器的入口连接，经分离器3分离出的气体进入干燥器，所述干燥器4对气体进行干燥并进入下一处理过程。本实施例中，所述检测装置5包括传感器。本实施例中，所述检测装置5包括甲烷CH4传感器。本实施例中，所述检测装置5包括一氧化碳CO传感器。本实施例中，所述检测装置5包括二氧化碳CO2传感器。本实施例中，所述检测装置5包括硫化氢H2S传感器。[0051]本实用新型的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置的工作方式是:将待检测的瓦斯气经引风装置输送至清洗塔2，清洗塔2中的碱性吸收液经过气雾化发生器和喷淋装置喷出并与瓦斯气充分接触、充分反应，经过化学反应后瓦斯气中的硫化物和其他酸性物质被脱除，此后，瓦斯气进入气液两相分离器3，该分离器3将瓦斯气中所含的液相成分与气相成分分离，其中气相成分通过分离器3的出口进入与之连接的干燥器4，经干燥器4干燥后的瓦斯气即进入检测装置5进行气体成分的实时测量。本实施例所述的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置采用碱性吸收剂，以水幕式雾化技术进行处理，获得良好的处理效果，将瓦斯气中的粉尘脱除，以碱性吸收剂将其中的二氧化碳、含硫化合物脱除，实现各种组份的综合检测。实施例2，一种适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，同实施例1，不同的是，所述碱性吸收液为亚硫酸钠。实施例3，一种适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，同实施例1，不同的是，所述引风装置包括引风机。实施例4，一种适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，同实施例2，不同的是，所述引风装置包括引风机。实施例5，一种适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，同实施例1，不同的是，所述清洗塔中包括喷淋装置，所述清洗塔中的喷淋装置将碱液喷淋使其与瓦斯气充分反应。更多操作对于本领 域普通技术人员而言都是已知的，不再赘述。
权利要求1.一种适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，其包括清洗塔，清洗塔的出口与分离器的入口连接，分离器的出口与干燥器的入口连接，干燥器的出口与检测装置连接，其特征在于:清洗塔的入口前端装有引风装置。
2.如权利要求1所述的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，其特征在于:所述清洗塔中填装碱性吸收液，所述清洗塔中装有水幕反应器。
3.如权利要求1所述的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，其特征在于:所述清洗塔中装有气雾化发生器。
4.如权利要求1所述的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，其特征在于:所述清洗塔中包括喷淋装置。
5.如权利要求1所述的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，其特征在于:所述分离器为气液分离器。
6.如权利要求1所述的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，其特征在于:所述分尚器的气体出口与干燥器的入口连接。
7.如权利要求1所述的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，其特征在于:所述检测装置包括传感器。
8.如权利要求7所述的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，其特征在于:所述检测装置包括甲烷CH4传感器。
9.如权利要求7所述的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，其特征在于:所述检测装置包括一氧化碳CO传感器。
10.如权利要求7所述的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，其特征在于:所述检测装置包括二氧化碳·CO2传感器。
专利摘要一种适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置，其包括清洗塔，清洗塔的出口与分离器的入口连接，分离器的出口与干燥器的入口连接，干燥器的出口与检测装置连接，清洗塔的入口前端装有引风装置，本实用新型的适用于瓦斯气中甲烷实时检测的采样装置采用碱性吸收剂，以水幕式雾化技术进行处理，获得良好的处理效果，将瓦斯气中的粉尘脱除，以碱性吸收剂将其中的二氧化碳、含硫化合物脱除，实现各种组份的综合检测。
文档编号G01N1/34GK203148929SQ201320177040
公开日2013年8月21日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者魏振兴, 周到, 徐新, 高云芳 申请人:杭州汽轮工程股份有限公司