一种固定床煤层气非催化脱氧装置及方法与流程

文档序号:13736339阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种固定床煤层气非催化脱氧装置,包括固定床脱氧炉,其特征在于:所述固定床脱氧炉为圆筒状结构,且炉顶和炉底为锥形,脱氧炉顶部设有煤料进料筒,底部设有灰渣焦炭出口,脱氧炉的侧壁和锥形炉顶壁外侧设有水夹套,所述锥形炉顶壁上的水夹套上部通过管道与汽包的进水口相连,脱氧炉侧壁的水夹套底部与汽包出水口连接;在脱氧炉内部设有环形喷水管和环形煤层气管,喷水管与汽包连接;脱氧炉内由上到下依次有煤层气气管、喷水管、煤料分布器、搅拌器、旋转炉篦,搅拌器固定在分布器上,随分布器转动而转动,炉篦上设有刮刀;脱氧炉上分别设有煤层气上部入口和煤层气下部入口,煤层气上部入口与脱氧炉内部的煤层气气管连接,煤层气气管上设有气孔,煤层气下部入口与炉篦底部相通;环形喷水管在煤层气气管的下方,喷水管上设有喷水口;所述锥形炉顶设有脱氧后煤层气出口;脱氧后煤层气出口依次连接旋风除尘器、冷却塔,冷却塔的液体出口连接离心分离器,离心分离器设有焦油出口和水出口,水出口连接汽包,冷却塔的气体出口连接低温冷却分离装置;富甲烷气体出口管通过循环管与煤层气进气管道连接。2.根据权利要求1所述的固定床煤层气非催化脱氧装置,其特征在于:所述汽包上部设有排气孔,汽包与水夹套形成一个循环。3.根据权利要求1所述的固定床煤层气非催化脱氧装置,其特征在于:所述固定床脱氧炉炉体的高径比为1.5~3.5;所述高度为炉体中部竖直部分的高度,所述直径为炉体中部的内径。4.根据权利要求1所述的固定床煤层气非催化脱氧装置,其特征在于:所述循环管上设有循环气调节阀、循环气流量计和循环气压缩机;煤层气进气管道上依次设有阻火器、压力传感器、超压截断阀、进气调压阀、防止煤层气倒流的止回阀及煤层气流量计;所述煤层气上部入口和煤层气下部入口之间设有煤层气进气支管,支管上设有支路煤层气调节阀和支路煤层气流量计。5.根据权利要求1所述的固定床煤层气非催化脱氧装置,其特征在于:所述煤层气气管包括一条环形管,环形管内部设置若干条径向管,环形管连接煤层气上部入口,径向管一端与环形管相通,另一端焊接在煤料进料筒上,煤层气气管的径向管的个数和径向管上的气孔个数根据实际需要设置;所述喷水管设置在煤层气气管下面紧挨煤层气气管,喷水管包括一条环形管,管上设有喷水口,喷水口个数根据实际需要设置,喷水口方向朝下且与炉壁夹角为30~60o。6.一种固定床煤层气非催化脱氧方法,采用上述权利要求1~5任一项所述的装置,其特征在于:包括以下步骤:将煤料加入到脱氧炉中,煤层气经煤层气进气管道上的阻火器,压力传感器、超压截断阀、进气调压阀、防止煤层气倒流的止回阀及煤层气流量计后,由煤层气上部入口和煤层气下部入口进入炉体内与煤料进行脱氧反应,控制管路,反应完毕后气体经旋风除尘器、冷却塔和低温冷却分离装置后,由富甲烷气出口排出,完成煤层气的脱氧;脱氧反应过程的灰渣或焦炭由所述炉篦排出;脱氧反应过程产生的水和焦油由离心分离器分离,焦油收集,水循环进入汽包;在脱氧反应过程中,喷水嘴持续向炉体内的煤层上喷洒水,其喷水量及喷水速度根据脱氧后煤层气氧含量及炉内温度且由喷水调节阀调节。7.根据权利要求6所述的固定床煤层气非催化脱氧方法,其特征在于:当煤层气中甲烷的体积百分含量a为30%<a≤80%时,应关闭循环管,控制管路的过程如下:关闭循环管上的循环气调节阀、循环气压缩机,打开进气调节阀、支路调节阀、喷水调节阀、循环水调节阀及离心分离器出口的水的开关。8.根据权利要求6所述的固定床煤层气非催化脱氧方法,其特征在于:当煤层气中甲烷的体积百分含量a为a≤30%时,应打开循环管,控制管路的过程如下:打开循环管上的循环气调节阀、循环气压缩机,打开进气调节阀、支路调节阀、喷水调节阀、循环水调节阀及离心分离器出口的水的开关。9.根据权利要求6所述的固定床煤层气非催化脱氧方法,其特征在于:所述煤料选自焦型煤、半焦型煤、焦、气肥焦瘦中的至少一种,煤料的粒径为3~150mm;所述煤层气的气流流速为0.1~0.3m/s;煤层气进气支管的流量根据脱氧后煤层气中的氧含量并通过支路调节阀调节;循环煤层气的流量根据脱氧后煤层气中的氧含量并由循环气调节阀调节。10.根据权利要求6所述的固定床煤层气非催化脱氧方法,其特征在于:所述汽包的进水管中水的温度为15~100℃;所述脱氧反应中炉体温度为450~1150℃,压力为4~10kPa。
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