[发明专利]一种用于高硫煤层瓦斯抽采的硫化氢净化装置及方法

权利要求书

1.一种用于高硫煤层瓦斯抽采的硫化氢净化装置，其特征在于，包括瓦斯抽采管Ⅰ、瓦斯抽采管Ⅱ、脱水仓和净化仓，

所述脱水仓包括仓体Ⅰ、进气管Ⅰ和出气管Ⅰ，进气管Ⅰ和出气管Ⅰ均竖直固定在仓体Ⅰ的上端、且进气管Ⅰ和出气管Ⅰ均与仓体Ⅰ内部连通，使仓体Ⅰ、进气管Ⅰ和出气管Ⅰ组成U型结构；进气管Ⅰ侧部开设装有通气阀Ⅰ的通气口，进气管Ⅰ内部装有液位传感器Ⅰ，用于监测脱水仓内的水位；仓体Ⅰ侧部装有排水管Ⅰ，排水管Ⅰ上装有排水阀Ⅰ，进气管Ⅰ和出气管Ⅰ分别装有阀门A和阀门B；所述阀门A设置在通气阀Ⅰ的通气口的上方；

所述净化仓包括仓体Ⅱ、进气管Ⅱ和出气管Ⅱ，进气管Ⅱ和出气管Ⅱ均竖直固定在仓体Ⅱ的上端、且进气管Ⅱ和出气管Ⅱ均与仓体Ⅱ内部连通，使仓体Ⅱ、进气管Ⅱ和出气管Ⅱ组成U型结构；进气管Ⅱ侧部开设装有通气阀Ⅱ的通气口，出气管Ⅱ侧部开设装有通气阀Ⅲ的通气口，进气管Ⅱ内部装有液位传感器Ⅱ，用于监测净化仓内的水位；仓体Ⅱ侧部装有排水管Ⅱ，排水管Ⅱ上装有排水阀Ⅱ，进气管Ⅱ和出气管Ⅱ分别装有阀门C和阀门D，所述阀门C设置在通气阀Ⅱ的通气口的上方，阀门D设置在通气阀Ⅲ的通气口的上方；净化仓内盛有碳酸钠溶液、且液面达到液位传感器Ⅱ所处位置，所述仓体Ⅱ内装有浓度传感器，用于实时监测碳酸钠溶液的浓度值；

所述瓦斯抽采管Ⅰ与进气管Ⅰ连通，出气管Ⅰ和进气管Ⅱ通过连接管连通，出气管Ⅱ与瓦斯抽采管Ⅱ连通；瓦斯抽采管Ⅱ内装有净化膜和干燥膜，净化膜内填充有硫化氢吸收剂；干燥膜内填充有干燥剂。

2. 根据权利要求1 所述的一种用于高硫煤层瓦斯抽采的硫化氢净化装置，其特征在于，所述仓体Ⅰ和仓体Ⅱ的底部均为倾斜设置。

3. 根据权利要求1 所述的一种用于高硫煤层瓦斯抽采的硫化氢净化装置，其特征在于，所述硫化氢吸收剂为氧化锌；干燥剂为活性氧化铝。

4. 一种根据权利要求1 所述用于高硫煤层瓦斯抽采的硫化氢净化装置的使用方法，其特征在于，具体步骤为：

①初始状态时阀门A、阀门B、阀门C、阀门D、排水阀Ⅰ、排水阀Ⅱ、通气阀Ⅰ、通气阀Ⅱ和通气阀Ⅲ均处于关闭状态，打开通气阀Ⅱ和通气阀Ⅲ，此时通过通气阀Ⅱ向净化仓内注入浓度为2%的碳酸钠溶液，当液位传感器Ⅱ检测到溶液时停止注液，并关闭通气阀Ⅱ和通气阀Ⅲ，完成碳酸钠溶液的注入过程；

②将瓦斯抽采管Ⅰ与煤层抽采管连通，同时将瓦斯抽采管Ⅱ与抽采泵连通，然后打开阀门A、阀门B、阀门C和阀门D，此时开启抽采泵对瓦斯进行抽采，煤层内部的瓦斯混合气体在抽采负压作用下，依次通过瓦斯抽采管Ⅰ、脱水仓、连接管、净化仓和瓦斯抽采管Ⅱ，其中瓦斯混合气体在经过脱水仓时混合的水和煤渣通过重力作用沉降在脱水仓内，然后经过脱水仓处理后的瓦斯混合气体在经过净化仓时，其中大部分的硫化氢气体会与碳酸钠溶液进行化学反应被吸收，然后剩余硫化氢气体随瓦斯气体进入瓦斯抽采管Ⅱ，在经过净化膜时，剩余硫化氢气体与氧化锌反应被吸收，最后瓦斯气体通过干燥膜将水分吸收后，完成瓦斯气体的净化及脱水过程；

③持续进行瓦斯抽采的净化及脱水过程中，当液位传感器Ⅰ检测到水时，关闭阀门A和阀门B，并打开通气阀Ⅰ和排水阀Ⅰ，使脱水仓内的水和煤渣经过排水管Ⅰ流出，完成后关闭通气阀Ⅰ和排水阀Ⅰ，并打开阀门A和阀门B，继续进行瓦斯抽采；

④当液位传感器Ⅱ未检测的溶液时或浓度传感器检测到碳酸钠溶液浓度低于0.5%时，关闭阀门C和阀门D，并打开通气阀Ⅱ和排水阀Ⅱ，使净化仓内的溶液经过排水管Ⅱ流出，完成后重复①中碳酸钠溶液的注入过程，接着打开阀门C和阀门D，继续进行瓦斯抽采。