一種適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置的製作方法
2023-09-23 14:34:00
專利名稱：一種適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及煤礦瓦斯發電及綜合利用領域，更準確地說為低濃度瓦斯發電中瓦斯主要組份的濃度實現實時檢測的裝置。
背景技術：
煤礦瓦斯是一種採煤過程中必然產生的氣體，其中甲烷的濃度差異很大，因此在煤礦中會產生各種不同甲烷含量的氣體。高濃度的瓦斯氣具有較高的利用價值，其已經作為十分重要的化工原料進行後續利用。但是，當瓦斯中甲烷濃度在如下情況時，其利用方式分別如下:(I) CH4濃度在80%以上的特高濃度瓦斯，進行提純利用。(2) CH4濃度在30% -80%之間的高濃度瓦斯，用於高濃度瓦斯發電機組發電。(3)CH4濃度在6% -30%之間的低濃度瓦斯，通過安全輸送及發電技術，實現發電利用。(4)CH4濃度在4% -6%之間的特低濃度瓦斯，採用燃油引燃式瓦斯發電機組發電利用。我國煤礦瓦斯電站一般只能用濃度30%以上煤礦瓦斯發電，近年來，已經開發成功低濃度煤礦瓦斯(甲烷含量6% 30%)發電技術，避免直接將瓦斯氣排空造成浪費及汙染環境，因此採用此項技術既節約能量又可減少環境汙染，已在煤礦得到推廣。由於甲烷的煤礦瓦斯利用具有十分重要的意義，目前大規模的瓦斯發電技術中對甲烷、二氧化碳等成份的濃度控制十分重要，當二氧化碳濃度超過2%時，發電機會出現生產性停車，因此，必須對瓦斯氣中的原料組成進行嚴格監控，為提聞生廣的穩定可罪運行提供保障。申請號為200620126122.6的中國實用新型專利公開了一種防爆型氣體採樣裝置，該裝置包括有一個圓柱狀基座，在基座上設置有凹腔，在凹腔中安置有可與甲烷氣體反應的催化元件，與催化元件連接的導線通過凹腔底部的引線孔引出，基座的外壁上設置有外螺紋，有一個螺蓋與 基座上的外螺紋配合併蓋在基座外圍，螺蓋上開有與基座上的凹腔相通的進氣孔。本實用新型結構簡單、體積小、安裝方便，但在實際使用中存在如下問題:甲烷的檢測結果不準，系統容易出現故障，壽命縮短，幹擾嚴重，為提高檢測準確度，有必要將瓦斯氣中的多種成份分別對待，進行檢測。
實用新型內容本實用新型針對瓦斯發電中原料氣中甲烷、二氧化碳的濃度實時監測需要，提出一種採用能有效對瓦斯氣中多種成份進行檢測的裝置。為了實現上述目的，本實用新型提供一種適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，其包括清洗塔，清洗塔的出口與分離器的入口連接，分離器的出口與乾燥器的入口連接，乾燥器的出口與檢測裝置連接。優選的是，清洗塔的入口前端裝有引風裝置，該引風裝置將待檢測的瓦斯氣引入清洗塔。在上述任一方案中優選的是，所述引風裝置包括鼓風器。在上述任一方案中優選的是，所述引風裝置包括引風機。[0009]在上述任一方案中優選的是，所述清洗塔將瓦斯氣中的灰塵、雜質等除去。在上述任一方案中優選的是，所述清洗塔中填裝鹼性吸收液。在上述任一方案中優選的是，所述清洗塔中裝有反應器，該反應器為水幕反應器，該反應器中裝有鹼性吸收液，其能夠實現瓦斯氣體與鹼性吸收液的充分接觸並發生化學反應，瓦斯氣體與所述鹼性吸收液反應後可將瓦斯氣中的含硫化合物和二氧化硫、二氧化碳脫除，經過鹼性吸收液脫除後的瓦斯氣中包括甲烷CH4、一氧化碳CO、氫氣H2等氣體。在上述任一方案中優選的是，瓦斯氣中的含硫化合物，如硫化氫可能導致催化劑中毒，影響氣體測量結果的正確性，因此要預脫除其中的含硫化合物。在上述任一方案中優選的是，所述鹼性吸收液為碳酸鈉。在上述任一方案中優選的是，所述鹼性吸收液為亞硫酸鈉。在上述任一方案中優選的是，所述清洗塔中裝有氣霧化發生器，所述氣霧化發生器用於將清洗塔中的鹼性清洗液氣霧化，並使通過氣霧化發生器的瓦斯氣與鹼性清洗液發生充分的化學反應，以此進一步脫除瓦斯氣中的二氧化碳氣體。在上述任一方案中優選的是，所述清洗塔中包括噴淋裝置。在上述任一方案中優選的是，所述清洗塔中的噴淋裝置將鹼液噴淋使其與瓦斯氣充分反應。在上述任一方案中優選的是，所述分離器為氣液分離器，即氣體與液體的兩相分離器，該分離器可將氣體與液體分離並分別輸出，即經過與鹼性吸收液反應後的瓦斯氣進入氣液分離器後將其中的氣相和液相物質分離。在上述任一方案中優選的是，所述分離器的氣體出口與乾燥器的入口連接，經分離器分離出的氣體進入乾燥器，所述乾燥器對氣體進行乾燥並進入下一處理過程。在上述任一方案中優選的是，所述檢測裝置包括傳感器。在上述任一方案中優選的是，所述檢測裝置包括甲烷CH4傳感器。在上述任一方案中優選的是，所述檢測裝置包括一氧化碳CO傳感器。在上述任一方案中優選的是，所述檢測裝置包括二氧化碳CO2傳感器。在上述任一方案中優選的是，所述檢測裝置包括硫化氫H2S傳感器。本實用新型所提供的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置的工作方式是:將待檢測的瓦斯氣經引風裝置輸送至清洗塔，清洗塔中的鹼性吸收液經過氣霧化發生器和噴淋裝置噴出並與瓦斯氣充分接觸、充分反應，經過化學反應後瓦斯氣中的硫化物和其他酸性物質被脫除，此後，瓦斯氣進入氣液兩相分離器，該分離器將瓦斯氣中所含的液相成分與氣相成分分離，其中氣相成分通過分離器的出口進入與之連接的乾燥器，經乾燥器乾燥後的瓦斯氣即進入檢測裝置進行氣體成分的實時測量。 更多操作對於本領域普通技術人員而言都是已知的，不再贅述。本實用新型的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置採用鹼性吸收劑，以水幕式霧化技術進行處理，獲得良好的處理效果，將瓦斯氣中的粉塵脫除，以鹼性吸收劑將其中的二氧化碳、含硫化合物脫除，實現各種組份的綜合檢測。本實用新型所提供的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置的技術方案包括上述各部分的任意組合，上述各部分組件的簡單變化或組合仍為本實用新型的保護範圍。
圖1為按照本實用新型的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置的一優選實施例的示意圖；圖1中數字分別表示:I鼓風器2清洗塔3分離器4乾燥器5檢測裝置。
具體實施方式
為了更好地理解本實用新型，
以下結合附圖1詳細描述按照本實用新型的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置的優選實施例:實施例1，一種適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，包括清洗塔2，清洗塔2的出口與分離器3的入口連接，分離器3的出口與乾燥器4的入口連接，乾燥器的4出口與檢測裝置5連接。本實施例中，清洗塔2的入口前端裝有引風裝置，該引風裝置將待檢測的瓦斯氣引入清洗塔2。本實施例中，所述引風裝置為鼓風器I。本實施例中，所述 清洗塔2將瓦斯氣中的灰塵、雜質等除去。本實施例中，所述清洗塔2中填裝鹼性吸收液。本實施例中，所述清洗塔2中裝有反應器，該反應器為具有水幕反應器，該反應器中裝有鹼性吸收液，其能夠實現瓦斯氣體與鹼性吸收液的充分接觸並發生化學反應，瓦斯氣體與所述鹼性吸收液反應後可將瓦斯氣中的含硫化合物和二氧化硫、二氧化碳脫除，經過鹼性吸收液脫除後的瓦斯氣中包括甲烷CH4、一氧化碳CO、氫氣H2等氣體。 本實施例中，瓦斯氣中的含硫化合物，如硫化氫可能導致催化劑中毒,影響氣體測量結果的正確性，因此要預脫除其中的含硫化合物。本實施例中，所述鹼性吸收液為碳酸鈉。本實施例中，所述清洗塔2中裝有氣霧化發生器，所述氣霧化發生器用於將清洗塔中的鹼性清洗液氣霧化，並使通過氣霧化發生器的瓦斯氣與鹼性清洗液發生充分的化學反應，以此進一步脫除瓦斯氣中的二氧化碳氣體。本實施例中，所述分離器3為氣液分離器，即氣體與液體的兩相分離器，該分離器3可將氣體與液體分離並分別輸出，即經過與鹼性吸收液反應後的瓦斯氣進入氣液分離器後將其中的氣相和液相物質分離。本實施例中，所述分離器3的氣體出口與乾燥器的入口連接，經分離器3分離出的氣體進入乾燥器，所述乾燥器4對氣體進行乾燥並進入下一處理過程。本實施例中，所述檢測裝置5包括傳感器。本實施例中，所述檢測裝置5包括甲烷CH4傳感器。本實施例中，所述檢測裝置5包括一氧化碳CO傳感器。本實施例中，所述檢測裝置5包括二氧化碳CO2傳感器。本實施例中，所述檢測裝置5包括硫化氫H2S傳感器。[0051]本實用新型的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置的工作方式是:將待檢測的瓦斯氣經引風裝置輸送至清洗塔2，清洗塔2中的鹼性吸收液經過氣霧化發生器和噴淋裝置噴出並與瓦斯氣充分接觸、充分反應，經過化學反應後瓦斯氣中的硫化物和其他酸性物質被脫除，此後，瓦斯氣進入氣液兩相分離器3，該分離器3將瓦斯氣中所含的液相成分與氣相成分分離，其中氣相成分通過分離器3的出口進入與之連接的乾燥器4，經乾燥器4乾燥後的瓦斯氣即進入檢測裝置5進行氣體成分的實時測量。本實施例所述的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置採用鹼性吸收劑，以水幕式霧化技術進行處理，獲得良好的處理效果，將瓦斯氣中的粉塵脫除，以鹼性吸收劑將其中的二氧化碳、含硫化合物脫除，實現各種組份的綜合檢測。實施例2，一種適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，同實施例1，不同的是，所述鹼性吸收液為亞硫酸鈉。實施例3，一種適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，同實施例1，不同的是，所述引風裝置包括引風機。實施例4，一種適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，同實施例2，不同的是，所述引風裝置包括引風機。實施例5，一種適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，同實施例1，不同的是，所述清洗塔中包括噴淋裝置，所述清洗塔中的噴淋裝置將鹼液噴淋使其與瓦斯氣充分反應。更多操作對於本領 域普通技術人員而言都是已知的，不再贅述。
權利要求1.一種適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，其包括清洗塔，清洗塔的出口與分離器的入口連接，分離器的出口與乾燥器的入口連接，乾燥器的出口與檢測裝置連接，其特徵在於:清洗塔的入口前端裝有引風裝置。
2.如權利要求1所述的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，其特徵在於:所述清洗塔中填裝鹼性吸收液，所述清洗塔中裝有水幕反應器。
3.如權利要求1所述的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，其特徵在於:所述清洗塔中裝有氣霧化發生器。
4.如權利要求1所述的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，其特徵在於:所述清洗塔中包括噴淋裝置。
5.如權利要求1所述的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，其特徵在於:所述分離器為氣液分離器。
6.如權利要求1所述的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，其特徵在於:所述分尚器的氣體出口與乾燥器的入口連接。
7.如權利要求1所述的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，其特徵在於:所述檢測裝置包括傳感器。
8.如權利要求7所述的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，其特徵在於:所述檢測裝置包括甲烷CH4傳感器。
9.如權利要求7所述的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，其特徵在於:所述檢測裝置包括一氧化碳CO傳感器。
10.如權利要求7所述的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，其特徵在於:所述檢測裝置包括二氧化碳·CO2傳感器。
專利摘要一種適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置，其包括清洗塔，清洗塔的出口與分離器的入口連接，分離器的出口與乾燥器的入口連接，乾燥器的出口與檢測裝置連接，清洗塔的入口前端裝有引風裝置，本實用新型的適用於瓦斯氣中甲烷實時檢測的採樣裝置採用鹼性吸收劑，以水幕式霧化技術進行處理，獲得良好的處理效果，將瓦斯氣中的粉塵脫除，以鹼性吸收劑將其中的二氧化碳、含硫化合物脫除，實現各種組份的綜合檢測。
文檔編號G01N1/34GK203148929SQ201320177040
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月10日 優先權日2013年4月10日
發明者魏振興, 周到, 徐新, 高雲芳 申請人:杭州汽輪工程股份有限公司