[发明专利]数字化瓦斯提纯系统及方法

说明书

本发明涉及气体提纯技术领域，具体涉及一种数字化瓦斯提纯系统及方法，旨在解决利用离子液体提纯的有机气体的纯度指标数据会受温度、气压等其他环境因素的影响而产生变化，导致检测的检测值与实际值之间产生偏差的问题，其技术要点在于：包括分离室、第一流通管路、第二流通管路及一控制子系统；控制子系统包括多组数字化传感器、执行件及控制端，控制端将数字化传感器检测所得的指标实时数据与对应的指标目标数据比对，并控制执行件动作，避免了有机气体纯度数据受温度等其他环境参数的影响而产生变化，从而提高了提纯的精确度，其中，指标实时数据包括有机气体纯度数据和环境参数数据，指标目标数据包括对应于各指标实时数据的目标参数数据。

技术领域

本发明涉及气体提纯技术领域，具体涉及一种数字化瓦斯提纯系统及方法。

背景技术

高瓦斯矿井保护层及采空区常有高浓度瓦斯涌出，而这部分瓦斯中甲烷含量可达80％￣90％。若不采取任何瓦斯治理措施，工作面上隅角瓦斯积聚，一旦遇到热源，将导致瓦斯爆炸事故，严重影响着煤矿的安全生产。为防止井下发生瓦斯爆炸，目前我国煤矿大多采用地面钻井开采、通过井下瓦斯抽放系统和地面输气系统的方法对瓦斯进行抽排，并经由通风系统排入大气。但是，甲烷是一种温室气体，其温室效应是二氧化碳的20～24倍，在全球气候变暖中的份额占15％，仅次于二氧化碳。而且，甲烷是一种高效的清洁能源，属不可再生资源，被排空无疑造成极大的资源浪费和空气污染。因此，有必要将排空瓦斯收集并有效利用。

从煤矿井下抽采的瓦斯在抽排过程中掺进了大量空气，甲烷浓度只有20％￣40％，属于低浓度瓦斯，数量巨大，目前还没有得到合理利用。此外，矿井的乏风中也含有大量低浓度的甲烷，一般为0.1％～0.75％，且甲烷浓度波动范围大，不符合瓦斯发电和可燃冰工程的利用条件。若能开发低浓度甲烷富集技术或分离纯化技术，则将为开发利用煤矿抽采瓦斯和乏风中瓦斯的提供关键技术。这对增加我国能源供应，优化能源结构，增强能源可持续发展能力，都具有极其重大的战略意义。

目前瓦斯提纯方法有：变压吸附、活性炭吸附和有机溶剂溶解法。我国甲烷分离提纯技术一般采用能耗较低的吸附法，如使用离子液体作为溶剂，离子液体是一种完全由特定阳、阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的物质，其无味、不易燃而且蒸汽气压极低，对气体溶解性好，可操作范围宽，具有良好的热稳定性和化学稳定性，易与其它物质分离，可循环利用。将瓦斯溶解至离子液体、从离子液体分离出有机气体时均需要进行该指标数据的检测，溶解在离子液体中的瓦斯含量太低会影响提纯的工作效率；从离子液体分离后的有机气体的纯度指标数据的实际值小于设定值，则收集到纯度不高的有机气体。但是在实际应用中利用离子液体提纯的有机气体的纯度指标数据会受温度、气压等其他环境因素的影响而产生变化，使得检测的检测值与实际值之间产生偏差。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于利用离子液体提纯的有机气体检测纯度指标数据会受温度、气压等环境因素的影响而产生变化，检测的检测值与实际值之间产生偏差，导致提纯的有机气体纯度不高的缺陷，从而设计一种检测纯度指标数据准确，提纯的有机气体纯度高的数字化瓦斯提纯系统及方法。

本发明的一种数字化瓦斯提纯系统，包括：

分离室，用于分离离子液体中的有机气体；

第一流通管路，与所述分离室连通，用于输入瓦斯和离子液体，并将瓦斯和离子液体混合后输入分离室中；

第二流通管路，与所述分离室连通，用于输出所述分离室分离的有机气体至第一流通管路或进行收集；

一控制子系统，所述控制子系统包括：

多组数字化传感器，设置于所述第一流通管路和所述第二流通管路上，用于检测瓦斯溶解在离子液体、所述分离室分离出有机气体的指标实时数据；

多个执行件，设置于所述第一流通管路和所述第二流通管路上、以控制两者的流通状态；