[发明专利]瓦斯气烷烃水合物提纯方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及瓦斯气提纯技术领域，特别是涉及瓦斯气烷烃水合物提纯的方法及瓦斯气烷烃水合物提纯的系统。

背景技术

煤层气(Coal Bed Methane简称CBM)，是指吸附在煤层中的非常规天然气。煤矿瓦斯气(Coal Mine Methane简称CMM)是指采矿时抽排的、混有空气的低浓度的煤层气，也称含氧煤层气，虽然煤矿安全的主要灾害，但也是非常可贵的资源，可用作化工原料和工业、发电、居民生活所需的燃料。全球埋深2000米以浅的煤层气资源大概有240万亿立方米，中国埋深2000米以浅的煤层气资源大概有31.5万亿立方米。为了采煤安全，每年我国抽取、排入大气的煤层气有上百亿立方米，是世界最主要的煤层气排放国，排放量占世界第一位，煤层气排放造成的温室效应是二氧化碳的20多倍，不仅造成严重的大气污染，也造成巨大的资源浪费。而目前，矿井抽排的低浓度瓦斯气(小于7％)大部分处于放空状态，如何对其有效收集存储并合理利用是急需解决的技术难题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供瓦斯气烷烃水合物提纯的方法和系统，以达到有效利用瓦斯气的目的。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种瓦斯气烷烃水合物提纯的方法，其包括：

将压缩后的瓦斯气进行冷凝，然后送入第一反应器的鼓泡装置；

将水进行冷凝，然后送入第一反应器的喷淋装置；

在低温下，自鼓泡装置鼓出的瓦斯气和自喷淋装置喷出的水气进行反应得到第一混合物，所述第一混合物内包括第一瓦斯气水合物；

在低温下，将第一混合物送入第二反应器，与第二反应器内喷淋的水气继续反应得到第二混合物，所述第二混合物内包括第二瓦斯气水合物；所述第二瓦斯气水合物的瓦斯气浓度大于所述第一瓦斯气水合物的瓦斯气浓度；

将第二混合物进行第二瓦斯气水合物、废气、废水的分离，其中，第二瓦斯气水合物送入冷冻。

在一些实施例中，优选为，在所述第一混合物与第二反应器内喷淋的水其继续反应得到第二混合物之前，所述方法还包括：将所述第一混合物气化增压后送入第二反应器。

在一些实施例中，优选为，分离后的废水重新送回冷凝。

在一些实施例中，优选为，所述将压缩后的瓦斯气进行冷凝，然后送入第一反应器的鼓泡装置还包括：

将冷凝后的压缩瓦斯气送入第二反应器并进行搅拌。

在一些实施例中，优选为，在水送入喷淋装置之前，还包括：在水中添加热力学及动力学添加剂。

在一些实施例中，优选为，分离后的废水重新送回冷凝。

在一些实施例中，优选为，所述第一瓦斯气水合物和所述第二瓦斯气水合物中均包含甲烷、乙烷、丙烷、和/或丁烷。

在一些实施例中，优选为，压缩后的瓦斯气在冷凝前，还需要进行稳压处理。

在一些实施例中，优选为，冷凝后的气体通过流量调节的方式向所述第一反应器和/或第二反应器配送；所述流量调节的方式优选喷嘴式调节。

本发明还提供了一种瓦斯气烷烃水合物提纯的系统，其包括：水供应子系统、瓦斯气供应子系统、反应子系统、分离器和冷冻子系统；其中，

所述水供应子系统的水出口与所述反应子系统的喷淋装置入口相连；所述瓦斯气供应子系统的瓦斯气出口与所述反应子系统的瓦斯气入口相连；所述反应子系统的终混合物出口与分离器的待分离物质入口相连；所述分离器设置瓦斯气水合物出口、废水出口和废气出口，所述瓦斯气水合物出口与冷冻子系统的入口相连；

所述反应子系统内还设置瓦斯气鼓泡结构和/或搅拌结构。

在一些实施例中，优选为，所述反应子系统包括：一个以上的反应器；当所述反应器为两个以上时，所有反应器串联和/或并联；

当两个反应器串联时，上游反应器的产物进入下游反应器内继续反应；

当两个反应器并联时，反应器分别与所述水供应子系统、所述瓦斯气供应子系统相连。

在一些实施例中，优选为，两个反应器的转移通道上设置气化结构和增压结构。

在一些实施例中，优选为，所述水供应子系统包括：水供应管路和第一冷凝结构，所述第一冷凝结构架设在所述水供应管路上。

在一些实施例中，优选为，所述瓦斯气供应子系统包括：瓦斯气供应管路、压缩结构、稳压结构、第二冷凝结构和喷嘴结构，所述压缩结构、所述稳压结构、所述第二冷凝结构、所述喷嘴结构沿瓦斯气供应方向依次架设在所述瓦斯气供应管路上。