煤层气或伴生气降温脱水装置的制作方法

本实用新型涉及一种对地面抽采的煤层气或者伴生气进行降温脱水方便其收集的降温脱水装置。

背景技术：

煤层气，是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，地面抽采的煤层气甲烷含量一般大于96.5%，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。

结合煤气层开发的井间距小、井口压力低、井数多等特点，通常采用“低压集气、多井串接、两级增压、集中脱水”的集输工艺。

煤层气从井口抽出后，经前端的预处理初步增压到0.1-0.2mpag后温度一般在20-47℃，这时煤层气中的水蒸气含量为饱和状态，随着温度的降低会有大量的液态水产生，而这部分液态水在井场到集气站的管网中会引起“管堵”和“冰堵/冬季”，同时液态水如溶解了二氧化碳、硫化氢成弱酸性会对管道产生腐蚀，严重影响生产效率。因此，去除这部分液态水或减少液态水即降低煤层气的水露点的产生就非常有现实意义了。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种煤层气或伴生气降温脱水装置，解决如何对上述气体进行脱水的技术问题。

煤层气或伴生气降温脱水装置，包括一级回热器、二级回热器、蒸发器、气水分离器；一级回热器上具有第一物料入口、第二物料入口，第一物料出口、第二物料出口;第一物料入口和第一物料出口之间连通形成第一物料流通通道，第二物料入口和第二物料出口之间连通形成第二物料流通通道，上述第一物料流通通道与第二物料流通通道相互隔开形成第一回热换热关系；第一物料出口与第二物料入口之间依次具有蒸发器、气水分离器；二级回热器具有第三物料入口、第三物料出口，第三物料入口与第三物料出口之间连通形成第三物料流通通道，该第三物料流通通道与二级回热器的预热通道相互隔开形成第二回热换热关系。

所述二级回热器和蒸发器上均具有换热介质入口和换热介质出口。

所述换热介质为氟里昂。

所述一级回热器、二级回热器、蒸发器内部均采用u型管。

所述气水分离器连通有自动排水器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用氟利昂制冷系统来实现降低煤层气的温度，在温度逐级降低的过程中，煤气中原先含有的水蒸气冷凝成液态水而排出于系统外。该脱水器同时设置有两级回热器，在降低制冷系统的负荷同时提高出口的脱水后的煤层气的温度。去除90%以上的水分后，经二次回热，可以延缓煤层气在管网中冷却速度，以达到减少冷凝水的目的。在春、夏和秋季基本可以保证管网中无冷凝水的产生，冬季可以延缓可能形成的“管堵”，如气流速度足够，由于摩擦热的产生可能也可避免“冰堵”的发生。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中1.一级回热器、11.第一物料入口、12.第二物料入口、13.第一物料出口、14.第二物料出口、2.二级回热器、21.第三物料入口、22.第三物料出口、3.蒸发器、31.换热介质入口、32.换热介质出口、4.气水分离器。

具体实施方式

请参考图1，图中的煤层气或伴生气降温脱水装置，包括一个一级回热器1、一个二级回热器2、一个蒸发器3、一个气水分离器4；煤层气或伴生气以下简称煤气。其中，一级回热器1和二级回热器2均起到对内部的煤层气或伴生气进行换热升温的作用；蒸发器3起到对从一级回流器导出的气体进行初步降温的作用；气水分离器4用于降温后的煤气的气水分离。

一级回热器1上具有一个第一物料入口11、一个第二物料入口12，一个第一物料出口13、一个第二物料出口14;井口抽出的高温煤气依次经过第一物料入口11、第一物料出口13进入蒸发器3和气水分离器4，然后再依次经过第二物料入口12、第二物料出口14进入二级回热器2内部。第一物料入口11和第一物料出口13之间连通形成第一物料流通通道，第二物料入口12和第二物料出口14之间连通形成第二物料流通通道，上述第一物料流通通道与第二物料流通通道相互隔开形成第一回热换热关系。通过这样的配置，井口抽出的高温煤气对经过蒸发器3和气水分离器4处理后的脱水降温后的煤气进行换热升温处理，井口抽出的高温煤气则初步降温。上述一级回热器1内部主要采用u形管设计，其也作为冷凝器使用。

蒸发器3和气水分离器4为现有部件，其中蒸发器3上具有氟里昂作为换热介质的换热介质入口31和换热介质出口32，这样初步降温后的煤气与氟里昂换热，温度降低到设定值。上述蒸发器3内部主要采用u形管设计。为了对分离的液态水进行分离，可在气水分离器4上连通有自动排水器。通过这样配置，煤气先逐步降温，水蒸气逐步冷凝成液态水，通过气水分离后由自动排水器排出系统外。同时，脱水后的煤层气再初步升温，降低相对湿度。

二级回热器2具有第三物料入口21、第三物料出口22，第三物料入口21与第三物料出口22之间连通形成第三物料流通通道，该第三物料流通通道与二级回热器2的预热通道相互隔开形成第二回热换热关系。二级回热器2的预热通道是指二级回热器2上具有氟里昂作为换热介质的换热介质入口31和换热介质出口32，这两个口相互连通形成预热通道对从第三物料入口21进入的初步预热的煤气进行再次升温处理，即初次回热升温后的煤气与制冷压缩机排出的高温氟里昂换热，进一步提高脱水后的出口温度，从而第三物料出口22的煤气即得到升温处理，同时也得到脱水处理。二级回热器2内部主要采用u形管设计，其也作为冷凝器使用。制冷压缩机对整个系统的氟里昂进行控制。

采用低温分离法脱水，可去除90%以上的水分，再经二次回热，可以延缓煤层气在管网中冷却速度，以达到减少冷凝水的目的。在春、夏和秋季基本可以保证管网中无冷凝水的产生，冬季可以延缓可能形成的“管堵”，如气流速度足够，由于摩擦热的产生可能也可避免“冰堵”的发生。

为了使本技术方案的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术方案进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术方案，并不用于限定本技术方案。

在本技术方案的描述中，需要说明的是，术语如“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术方案的限制。此外，术语“第一”等指示代词仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本方案的各零部件的数量可根据需要进行适应性的改动。

尽管已经示出和描述了本技术方案的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术方案的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术方案的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.煤层气或伴生气降温脱水装置，其特征在于：包括一级回热器、二级回热器、蒸发器、气水分离器；一级回热器上具有第一物料入口、第二物料入口，第一物料出口、第二物料出口;第一物料入口和第一物料出口之间连通形成第一物料流通通道，第二物料入口和第二物料出口之间连通形成第二物料流通通道，上述第一物料流通通道与第二物料流通通道相互隔开形成第一回热换热关系；第一物料出口与第二物料入口之间依次具有蒸发器、气水分离器；二级回热器具有第三物料入口、第三物料出口，第三物料入口与第三物料出口之间连通形成第三物料流通通道，该第三物料流通通道与二级回热器的预热通道相互隔开形成第二回热换热关系。

2.依据权利要求1所述的煤层气或伴生气降温脱水装置，其特征在于：所述二级回热器和蒸发器上均具有换热介质入口和换热介质出口。

3.依据权利要求2所述的煤层气或伴生气降温脱水装置，其特征在于：所述换热介质为氟里昂。

4.依据权利要求1所述的煤层气或伴生气降温脱水装置，其特征在于：所述一级回热器、二级回热器、蒸发器内部均采用u型管。

5.依据权利要求1所述的煤层气或伴生气降温脱水装置，其特征在于：所述气水分离器连通有自动排水器。

技术总结
本实用新型公开了一种煤层气或伴生气降温脱水装置，包括一级回热器、二级回热器、蒸发器、气水分离器；一级回热器上具有第一物料入口、第二物料入口，第一物料出口、第二物料出口;第一物料入口和第一物料出口之间连通形成第一物料流通通道，第二物料入口和第二物料出口之间连通形成第二物料流通通道，上述第一物料流通通道与第二物料流通通道相互隔开形成第一回热换热关系；第一物料出口与第二物料入口之间依次具有蒸发器、气水分离器；二级回热器具有第三物料入口、第三物料出口，第三物料入口与第三物料出口之间连通形成第三物料流通通道，该第三物料流通通道与二级回热器的预热通道相互隔开形成第二回热换热关系。本实用新型可解决如何对上述气体进行脱水的技术问题。

技术研发人员：梁国华
受保护的技术使用者：杭州誉顺气体装备技术有限公司
技术研发日：2020.11.24
技术公布日：2021.08.17