一种多功能煤层气湿法除尘装置及其控制方法与流程

1.本发明属于天然气净化技术领域，尤其涉及一种多功能煤层气湿法除尘装置及其控制方法。


背景技术：

2.目前，现有天然气除尘的主要产品为筒型过滤器(又名篮式过滤器)、过滤分离器、旋风分离器和聚结过滤器，这些装置主要是利用旋风分离(离心分离)或滤料对粉尘进行过滤。所选用的滤料分为一次性和清洗后可重复利用两大类。现有除尘产品能够有效分离煤层气中直径大于20μm的固体颗粒和液滴，但对直径小于20μm的固体颗粒分离效果较差，部分制造单位将滤料的过滤精度提高至3-10μm后能够有效过滤大于滤芯精度的固体，但是滤料的更换周期就会非常频繁，为延长更换周期再选择增大过滤装置尺寸和滤料数量导致前期投入和运营成本直线上升，部分井口所产煤层气粉尘含量极大，普通过滤装置就很难满足使用。有些气源含水或油较多，与煤粉混合后形成煤泥，粘在滤料上无法自然脱落，旋风分离器能够分离部分煤泥，利用多种过滤分离装置串联是各燃气公司目前除去煤层气中的粉尘和煤泥最佳方案。但是最终效果与理想目标还是相差甚远。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术除尘最终效果与理想目标相差甚远。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多功能煤层气湿法除尘装置及其控制方法。
5.本发明是这样实现的，一种多功能煤层气湿法除尘装置，所述多功能煤层气湿法除尘装置设置有除尘塔；除尘塔内侧顶部安装有喷淋器和捕雾器，除尘塔中间位置安装有上层塔盘和下层塔盘，除尘塔底部安装有液位计、篦油阀、伴热装置；
6.喷淋器与循环泵出液管连接，循环泵出液管连接两个出液支路，两个出液支路通过管道与两个过滤支路连接。
7.进一步，所述除尘塔与进塔管道连接，进塔管道与进气阀门连接，进气阀门与进气管道连接；
8.进气管道上安装有进气温度计，进塔管道上安装有进气压力变送器和进气压力表，进塔管道与放散阀组连接。
9.进一步，所述放散阀组设置有一台安全放散阀、三台放散球阀、一台放空截止阀、放空管道；三台放散球阀中的两台分别安装在安全放散阀的前后，另一台放散球阀与放空截止阀串联后整体与安全放散阀并联安装，一台放散球阀和放空截止阀分别与放空管道连接。
10.进一步，所述除尘塔顶部与天然气出口管连接，天然气出口管上安装有出口压力表；
11.除尘塔底部与除尘塔排污阀连接，除尘塔排污阀与排污管道连接。
12.进一步，所述除尘塔与除尘塔进出液阀连接，除尘塔进出液阀与补液管道连接，补液管道与补液泵出液阀连接，补液泵出液阀与补液止回阀连接，补液止回阀与补液压力表连接。
13.进一步，所述补液止回阀与补液泵连接，补液泵一端与补液阀连接，补液泵另一端与回流泄压阀连接。
14.进一步，所述两个出液支路分别设置有循环泵出液阀，循环泵出液阀与循环泵单向阀连接，循环泵单向阀通过管道与液体循环泵连接，循环泵单向阀与液体循环泵之间连接的管道上安装有循环泵压力表，液体循环泵与循环泵进液阀连接。
15.进一步，所述两个过滤支路与除尘塔进出液阀连接，除尘塔进出液阀与除尘塔连接；
16.两个过滤支路分别设置有过滤器进液阀，过滤器进液阀与液体过滤器连接，液体过滤器左右两端连接有差压表，液体过滤器与过滤器出液阀连接。
17.进一步，所述液体过滤器底部与过滤器排污阀连接，过滤器排污阀与排污管道连接。
18.本发明的另一目的在于提供一种所述多功能煤层气湿法除尘装置的多功能煤层气湿法除尘装置控制方法，所述多功能煤层气湿法除尘装置控制方法包括：
19.煤层气从进气管道进入后经进塔管道流入除尘塔，煤层气在除尘塔中自下而上流动过程中在下层塔盘和上层塔盘处与循环液体接触，洗涤掉固体；从上层塔盘再向上过程中被喷淋器中喷出的液体再次洗涤，然后流经捕雾器时除掉气体中携带的液体，最后经天然气出口管流出；
20.补液过程中系统中的循环液体由补液阀进入补液泵和补液止回阀、补液管道以及补液泵出液阀和除尘塔进出液阀进入除尘塔；循环过程中液体由除尘塔底部的除尘塔进出液阀流出经过滤器进液阀流入液体过滤器再由过滤器出液阀和循环泵进液阀进入液体循环泵，然后再经过循环泵单向阀和循环泵出液阀从循环泵出液管进入除尘塔；
21.在塔内由喷淋器向下经过两层塔盘洗涤煤层气后到塔底继续循环，使不断循环的液体在除尘塔中将煤层气中的固体杂质除去再通过液体过滤器将粉尘从液体中分离后使液体不断循环洗涤；当差压表显示液体过滤器前后压差过高时，另一路过滤器进出口阀门开启，当前使用的过滤器进口阀关闭，并过滤器排污阀开启进行排污和反冲洗。
22.结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
23.第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
24.本发明是解决煤层气除尘难度高的专业设备，流程不变的前提下各项参数可结合工况进行定制。循环液体可重复使用，系统自动循环，人工操作量少，除尘效果远高于普通过滤和分离装置，无需定期更换耗材。本发明主要部件均设置备用，可不停机进行检修。本发明根据气质要求不同，调整过滤精度和循环液体，在确保除尘指标的前提下降低运营成本。本发明流程中液体过滤器可进行反向冲洗自净，无需频繁拆开清理。本发明液体循环量
可根据煤层气流量和杂质含量进行调整，从而降低循环过程的损耗。
25.第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
26.本发明能够以较小的运行成本通过液体循环除去煤层气中的固体杂质，循环液体可重复利用；同时除尘效果远高于普通过滤和分离装置，无需定期更换耗材。。
附图说明
27.图1是本发明实施例提供的多功能煤层气湿法除尘装置结构示意图；
28.图2是本发明实施例提供的除尘塔结构示意图；
29.图3是本发明实施例提供的液体过滤器、过滤器进液阀和过滤器出液阀结构示意图；
30.图中：1、进气管道；2、进气温度计；3、进气阀门；4、进塔管道；5、放散阀组；6、安全放散阀；7、放散球阀；8、放空截止阀；9、放空管道；10、进气压力变送器；11、进气压力表；12、除尘塔；13、补液阀；14、补液泵；15、回流泄压阀；16、补液止回阀；17、补液管道；18、补液压力表；19、补液泵出液阀；20、除尘塔进出液阀；21、过滤器进液阀；22、液体过滤器；23、过滤器出液阀；24、循环泵进液阀；25、液体循环泵；26、循环泵压力表；27、循环泵单向阀；28、循环泵出液阀；29、循环泵出液管；30、天然气出口管；31、出口压力表；32、喷淋器；33、上层塔盘；34、下层塔盘；35、捕雾器；36、液位计；37、差压表；38、篦油阀；39、伴热装置；40、过滤器排污阀；41、除尘塔排污阀；42、排污管道。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。
32.一、解释说明实施例。为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
33.如图1-图3所示，本发明实施例提供的多功能煤层气湿法除尘装置中进气管道1与进气阀门3连接，进气阀门3与进塔管道4连接，进塔管道4与除尘塔12连接；其中，进气管道1上安装有进气温度计2，进塔管道4上安装有进气压力变送器10和进气压力表11；进塔管道4与放散阀组5连接，放散阀组5包括一台安全放散阀6、三台放散球阀7、一台放空截止阀8、放空管道9；三台放散球阀7中的两台分别安装在安全放散阀6的前后，另一台放散球阀7与放空截止阀8串联后整体与安全放散阀6并联安装，一台放散球阀7和放空截止阀8分别与放空管道9连接。
34.除尘塔12顶部与天然气出口管30连接，天然气出口管30上安装有出口压力表31；除尘塔12内侧顶部安装有喷淋器32和捕雾器35，除尘塔12中间位置安装有上层塔盘33和下层塔盘34，除尘塔12底部安装有液位计36、篦油阀38、伴热装置39；本发明通过设置有捕雾器35，防止液滴进入天然气出口管30中。喷淋器32用以使液体分布均匀，液位计36用于观察内部液位，篦油阀38用以排出液体顶部漂浮杂质。
35.除尘塔12底部与除尘塔排污阀41连接，除尘塔排污阀41与排污管道42连接；除尘
塔12与除尘塔进出液阀20连接，除尘塔进出液阀20与补液管道17连接，补液管道17与补液泵出液阀19连接，补液泵出液阀19与补液止回阀16连接，补液止回阀16与补液压力表18连接，补液止回阀16与补液泵14连接，补液泵14一端与补液阀13连接，补液泵14另一端与回流泄压阀15连接。补充的新鲜液体(水或甘醇)，从补液阀13进入后由补液泵14增压后通过补液止回阀16和补液泵出液阀19经补液管道17进入除尘塔12底部的出液管道给系统补液。补液泵14出口有一支管连接回流泄压阀15，此方式出口接回泵前，用于在泵出口压力过高时进行泄压，防止造成意外损坏。
36.喷淋器32与循环泵出液管29连接，循环泵出液管29连接两个出液支路，两个出液支路分别设置有循环泵出液阀28，循环泵出液阀28与循环泵单向阀27连接，循环泵单向阀27通过管道与液体循环泵25连接，循环泵单向阀27与液体循环泵25之间连接的管道上安装有循环泵压力表26，液体循环泵25与循环泵进液阀24连接。
37.除尘塔12与除尘塔进出液阀20连接，除尘塔进出液阀20与两个过滤支路连接，两个过滤支路分别设置有过滤器进液阀21，过滤器进液阀21与液体过滤器22连接，液体过滤器22左右两端连接有差压表37，液体过滤器22与过滤器出液阀23连接；液体过滤器22底部与过滤器排污阀40连接，过滤器排污阀40与排污管道42连接，两个过滤支路通过管道与两个出液支路连接。
38.除尘塔12出液经过除尘塔进出液阀20后分为完全相同互相备用的两路，液体经过滤器进液阀21流入液体过滤器22再经过过滤器出液阀23进入泵前管道。过滤器出液阀23之后经过循环泵进液阀24连接液体循环泵25泵出口依次连循环泵单向阀27和循环泵出液阀28后经循环泵出液管29进入除尘塔12，除尘塔12顶部连接天然气出口管30。其中液体过滤器22上安装有用于观察前后压力差的差压表37和用于排出底部杂质的过滤器排污阀40，过滤器排污阀40之后连接排污管道42将杂质排入场站废液回收装置。差压表37用于判断液体过滤器22是否需要清理。
39.本发明的工作原理为：煤层气从进气管道1进入后经进塔管道4流入除尘塔12，煤层气在除尘塔12中自下而上流动过程中在下层塔盘34和上层塔盘33处与循环液体接触，洗涤掉其中固体；从上层塔盘33再向上过程中被喷淋器32中喷出的液体再次洗涤，然后流经捕雾器35时除掉气体中携带的液体，最后经天然气出口管30流出。补液过程中系统中的循环液体是由补液阀13进入补液泵14和补液止回阀16、补液管道17以及补液泵出液阀19和除尘塔进出液阀20进入除尘塔。循环过程中液体由除尘塔12底部的除尘塔进出液阀20流出经过滤器进液阀21流入液体过滤器22再由过滤器出液阀23和循环泵进液阀24进入液体循环泵25，然后再经过循环泵单向阀27和循环泵出液阀28从循环泵出液管29进入除尘塔12。在塔内由喷淋器32向下经过两层塔盘洗涤煤层气后到塔底继续循环，使不断循环的液体在除尘塔12中将煤层气中的固体杂质(粉尘)除去再通过液体过滤器22将粉尘从液体中分离后使液体不断循环洗涤。当差压表37显示液体过滤器前后压差过高时，打开另一路过滤器进出口阀门，关闭当前使用的过滤器进口阀，并打开过滤器排污阀40进行排污和反冲洗。
40.二、应用实施例。为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用的应用实施例。
41.本发明实施例提供的一种煤层气除尘脱水系统，所述煤层气除尘脱水系统采用所述的多功能煤层气湿法除尘装置。
42.本发明实施例提供的一种生产井场净化煤层气的装置，所述生产井场净化煤层气的装置采用所述的多功能煤层气湿法除尘装置。
43.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。