一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統及其使用方法與流程
1.本發明涉及煤炭氣化技術領域，特別涉及一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統及其使用方法。
背景技術：
2.煤炭地下氣化是將煤直接在地下變為煤氣的一種利用方法。煤的地下氣化是用坑道或鉆孔通到煤層，壓入空氣，點燃煤層，使煤氣導出地面。所得煤氣的成分，主要是氮、氫、一氧化碳、二氧化碳，以及少量甲烷等，可以作為氣體燃料和化工原料，地下氣化可從根本上消除煤炭開采的地下作業危險性，將煤層所含的能量以清結的方式輸出地面，而殘渣和廢液則留在地下，從而大大減輕采煤和制氣對環境造成的污染。
3.煤氣凈化即指脫除煤氣中飛灰、焦油、萘、氨、硫化氫等雜質的過程，現有的技術公開了申請號cn201520379746.8，一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統。其主要技術方案是：高溫凈化器底部設有煤氣入口和熱水出口，高溫凈化器頂部與靜電除塵器底部連通，靜電除塵器頂部與低溫凈化器底部連通，低溫凈化器底部與低溫冷卻池連通，冷循環泵一入口與低溫冷卻池連通，冷循環泵一出口與冷卻塔連通，冷卻塔出口通過冷循環泵二與低溫凈化器上部連通，低溫凈化器頂部與脫硫塔底部連通，脫硫塔頂部設有煤氣出口。上述的技術方案主要利用水作為冷卻媒介，如果水直接與煤氣進行熱交換，一方面煤氣主要成分為co，在高溫時會與水反應生成h2,影響后續煤氣的存儲以及運輸，并且通過靜電除塵器進行除塵，當靜電除塵器出現異常時，靜電產生的高溫電火花會引燃煤氣，造成爆燃危險。
4.因此，有必要提供一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統及其使用方法解決上述技術問題。
技術實現要素：
5.為解決上述技術問題，本發明提供一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統及其使用方法。
6.本發明提供的一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統，包括：旋風除塵器，旋風除塵器的出氣口通過出氣管連接除硫塔的進氣端，除硫塔的出氣端通過儲氣管連接儲氣罐；
7.旋風除塵器的進氣口通過進氣管連接分離箱，分離箱的下端通過降溫出氣管的一端連接多個結構一致的降溫箱，降溫箱的端面下端設有煤氣入口，煤氣入口的內側連接位于降溫箱內部的降溫進氣管，煤氣入口的外側連接煤氣管，煤氣管與降溫出氣管的內部安裝有可對其開閉的切換機構，降溫進氣管的頂部連接多根降溫支管，降溫支管的形狀為螺旋形，降溫支管的頂部與位于降溫箱上端的降溫出氣管的另一端相連，降溫箱的頂部與底部分別開設有降溫進水口與降溫出水口，降溫進水口通過進水電磁閥連接自來水管，降溫出水口通過出水電磁閥連接降溫出水管一端，降溫出水管的另一端連接儲水罐；
8.所述分離箱的下端的兩側分別開設有分離進液口與分離出液口，分離進液口連接分離進液管，分離進液管通過進液電磁閥連接儲液罐的端面，分離出液口通過出液電磁閥
連接分離出液管，分離出液管連接回收罐。
9.優選的，所述切換機構包括切換板，切換板的端面設有轉動軸，轉動軸的一端穿過管壁與小型電機相連，小型電機放置在收集箱中，收集箱的的端面開設有進氣孔，收集箱設有進氣孔的端面與管壁固定連接，轉動軸位于進氣孔的內側。
10.優選的，所述切換機構還包括前密封環與后密封環，切換板位于前密封環與后密封環之間，前密封環與后密封環關于管壁的水平中軸線對稱設置在管壁的內部上，前密封環與后密封環形狀為弧形。
11.優選的，所述分離箱與旋風除塵器之間設有過濾箱，過濾箱內部設有吸附材料制成的過濾層，過濾箱的一端連接進氣管，另一端通過過濾管連接旋風除塵器。
12.優選的，所述分離進液口一側的分離箱上開設有多個第二進液口，第二進液口通過第二電磁閥連接第二進液管，第二進液管連接第二儲液罐。
13.優選的，所述降溫箱的頂部設有多個降溫孔，降溫孔的頂部放置有冷卻液的冷卻箱。
14.一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統的使用方法，具體步驟為：
15.步驟一、通過切換機構開啟單根煤氣管，其余煤氣管處于閉合狀態，地下生成的高溫煤氣通過開啟的煤氣管進入到降溫箱中，此時，降溫出氣管處于閉合狀態，當降溫支管內部的氣壓達到設定值后，通過切換機構關閉煤氣管，并與此同時，通過切換機構開啟相領的煤氣管；
16.步驟二、高溫煤氣在降溫支管內部與降溫箱內部的水進行熱交換，當高溫煤氣的溫度達到設定值后，通過切換機構開啟相應的降溫出氣管，將低溫煤氣送入到分離箱中；
17.步驟三、低溫煤氣進入分離箱后，通過相應的溶劑，將低溫煤氣中的有機物以及部分粉塵進行過濾，過濾后的低溫煤氣通過進氣管進入到過濾箱中；
18.步驟四、通過過濾箱將過濾后的低溫煤氣進行吸附，將殘余的有機物以及粉塵進行二次過濾，二次過濾后的低溫煤氣通過過濾管進入到旋風除塵器中；
19.步驟五、通過旋風除塵器對二次過濾后的低溫煤氣進行除塵，并將除塵后的低溫煤氣通過出氣管進行到除硫塔中進行除硫；
20.步驟六：除塵后的煤氣通過除硫塔進行除硫，除硫結束后通過儲氣管進入到儲氣罐中進行保存。
21.優選的，在步驟一前，通過單個降溫箱進行測視，將高溫煤氣通入到單個降溫箱中，記錄下溫度的變化曲線，確定降溫箱的降溫速率，通過確定的降溫速率進行設定。
22.優選的，步驟二在進行熱交換過程中，定時的開啟進水電磁閥以及出水電磁閥，保證降溫箱內部的水位始終將降溫出氣管沒入，并及時將降溫水在沸騰前排出，防止降溫箱內部壓力過大。
23.與相關技術相比較，本發明提供的一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統及其使用方法具有如下有益效果：
24.1、本發明通過設置降溫箱以及螺旋形的降溫管，可對高溫煤氣進行降溫的同時，防止高溫煤氣與降溫介質直接接觸，進而保證高溫煤氣在降溫時不會產生新的物質，并通過旋風除塵器進行除塵，可有效防止在除塵過程中，產生高溫，進而導致將煤氣引燃，造成危險發生，并且通過設置的降溫箱，可產生干凈的熱水，供廠區使用，實現了熱能的再利用；
25.2、本發明通過設置切換機構，并將切換機構的切換板與轉動軸的材質設為耐高溫的材質，通過小型電機的旋轉帶動切換板進行水平與豎直方向的轉換，進而實現了煤氣管以及降溫出氣管的開閉，當降溫箱中的煤氣進行熱交換時，可以關閉相對應的煤氣管以及降溫出氣管，并打開其他的煤氣管以及降溫出氣管，將高溫煤氣送入到其他的降溫箱中進行降溫，保證了工作的連續性；
26.3、本發明通過設置過濾箱，可對分離后的煤氣進行吸附,對煤氣進行進一步的過濾，便于后續的作業。
附圖說明
27.圖1為本發明提供的一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統及其使用方法的一種較佳實施例的結構示意圖；
28.圖2為圖1所示的凈化系統的局部放大圖；
29.圖3為圖1所示的降溫支管的結構示意圖；
30.圖4為圖3所示的降溫支管與降溫箱連接的結構示意圖；
31.圖5為圖1所示的切換機構的內部示意圖；
32.圖6為圖5所示的切換箱與小型電機連接的結構示意圖；
33.圖中標號：1、降溫箱；2、降溫出氣管；3、分離箱；4、旋風除塵器；5、出氣管；6、除硫塔；7、儲氣管；8、儲氣罐；9、切換機構；10、煤氣管；11、儲水罐；12、自來水管；13、回收罐；14、儲液罐；15、分離進液管；16、進液電磁閥；17、第二儲液罐；18、過濾箱；19、過濾管；20、冷卻箱；21、進水電磁閥；22、降溫出水管；23、出水電磁閥；24、進氣管；101、降溫支管；102、降溫進氣管；103、煤氣入口；901、切換板；902、后密封環；903、小型電機；904、轉動軸；905、管壁；906、前密封環；907、收集箱。
具體實施方式
34.為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
35.以下結合具體實施例對本發明的具體實現進行詳細描述。
36.參考圖1至圖6，本發明提供的一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統，包括：旋風除塵器4，旋風除塵器4的出氣口通過出氣管5連接除硫塔6的進氣端，除硫塔6的出氣端通過儲氣管7連接儲氣罐8；
37.旋風除塵器4的進氣口通過進氣管24連接分離箱3，分離箱3的下端通過降溫出氣管2的一端連接多個結構一致的降溫箱1，降溫箱1的端面下端設有煤氣入口103，煤氣入口103的內側連接位于降溫箱1內部的降溫進氣管102，煤氣入口103的外側連接煤氣管10，煤氣管10與降溫出氣管2的內部安裝有可對其開閉的切換機構9，降溫進氣管102的頂部連接多根降溫支管101，降溫支管101的形狀為螺旋形，降溫支管101的頂部與位于降溫箱1上端的降溫出氣管2的另一端相連，降溫箱1的頂部與底部分別開設有降溫進水口與降溫出水口，降溫進水口通過進水電磁閥21連接自來水管12，降溫出水口通過出水電磁閥23連接降溫出水管22一端，降溫出水管22的另一端連接儲水罐11；
38.所述分離箱3的下端的兩側分別開設有分離進液口與分離出液口，分離進液口連接分離進液管15，分離進液管15通過進液電磁閥16連接儲液罐14的端面，分離出液口通過出液電磁閥連接分離出液管，分離出液管連接回收罐13。
39.需要說明的是，降溫進氣管102、降溫支管101與降溫出氣管2的材質選用導熱性能好的材料制成，降溫支管101內部設有氣壓傳感器，儲液罐14內部可根據不同的煤氣種類存儲不同的液體，用于溶解去除煤氣中的焦油等有機物，并且在具體使用時，可在降溫支管101的內部以及降溫出氣管2的出氣端設有溫度傳感器，通過溫度傳感器監控高溫煤氣散熱后的溫度變化時間，進而確定切換機構9的切換頻率，制定合適的生產計劃，并通過將儲水罐11設為具有保溫功能的罐體，可對廠區的生活區提供干凈的熱水，旋風除塵器4與除硫塔6均為現有技術，通過旋風除塵器4，可將去除焦油后的煤氣進行除塵，并通過除硫塔6將除塵后的煤氣進行去硫，并將凈化后的煤氣存儲在儲氣罐8中。
40.在本發明的實施例中，參考圖5、圖6所示，所述切換機構9包括切換板901，切換板901的端面設有轉動軸904，轉動軸904的一端穿過管壁905與小型電機903相連，小型電機903放置在收集箱907中，收集箱907的的端面開設有進氣孔，收集箱907設有進氣孔的端面與管壁905固定連接，轉動軸904位于進氣孔的內側。
41.需要說明的是：切換板901與轉動軸904的材質為耐高溫的材質，通過小型電機903的旋轉帶動切換板901進行水平與豎直方向的轉換，進而實現了煤氣管10以及降溫出氣管2的開閉，當降溫箱1中的煤氣進行熱交換時，可以關閉相對應的煤氣管10以及降溫出氣管2，并打開其他的煤氣管10以及降溫出氣管2，將高溫煤氣送入到其他的降溫箱1中進行降溫，保證了工作的連續性；
42.在本發明的實施例中，參考圖5、圖6所示，所述切換機構9還包括前密封環906與后密封環902，切換板901位于前密封環906與后密封環902之間，前密封環906與后密封環902關于管壁905的水平中軸線對稱設置在管壁905的內部上，前密封環906與后密封環902形狀為弧形。
43.需要說明的是：前密封環906底部與后密封環902頂部的間距略大于切換板901的厚度，前密封環906與與后密封環902相對的端面之間的間距略大于切換板901的厚度，當切換板901處于水平狀態時，切換板901的一半位于前密封環906的底部，另一半位于后密封環902的頂部，通過前密封環906與后密封環902，增加切換板901處于豎直狀態時，對管壁905的密封性；
44.在本發明的實施例中，參考圖1所示，所述分離箱3與旋風除塵器4之間設有過濾箱18，過濾箱18內部設有吸附材料制成的過濾層，過濾箱18的一端連接進氣管24，另一端通過過濾管19連接旋風除塵器4。
45.需要說明的是：吸附材料可以選用活性炭，通過吸附材料可對分離后的煤氣進行吸附,對煤氣進行進一步的過濾，便于后續的作業；
46.在本發明的實施例中，參考圖1所示，所述分離進液口一側的分離箱3上開設有多個第二進液口，第二進液口通過第二電磁閥連接第二進液管，第二進液管連接第二儲液罐17。
47.需要說明的是：通過設置多個第二儲液罐17，可儲存不同種類的溶劑，適用與不同種類的煤氣中有機物的分離，并且還可以儲存相通種類的溶劑，進而可存儲更多數量的溶
劑，減少溶劑的添加頻率；
48.在本發明的實施例中，參考圖1所示，所述降溫箱1的頂部設有多個降溫孔，降溫孔的頂部放置有冷卻液的冷卻箱20。
49.需要說明的是：冷卻箱20的底部為導向性能良好的材質制成，通過降溫孔，可將內部冷卻介質產生的高溫蒸汽通過降溫孔流出，防止降溫箱1內部壓力過大。
50.上述煤炭地下氣化煤氣凈化系統的使用方法，具體步驟為：
51.步驟一、通過切換機構9開啟單根煤氣管10，其余煤氣管10處于閉合狀態，地下生成的高溫煤氣通過開啟的煤氣管10進入到降溫箱1中，此時，降溫出氣管2處于閉合狀態，當降溫支管101內部的氣壓達到設定值后，通過切換機構9關閉煤氣管10，并與此同時，通過切換機構9開啟相領的煤氣管10；
52.需要說明的是：在正式運行前，可通過單個降溫箱1進行測視，將高溫煤氣通入到單個降溫箱1中，記錄下溫度的變化曲線，確定降溫箱1的降溫速率，通過確定的降溫速率進行設定,并且溫度設定在100℃以下，以確保后續的電磁閥可以正常工作。
53.步驟二、高溫煤氣在降溫支管101內部與降溫箱1內部的水進行熱交換，當高溫煤氣的溫度達到設定值后，通過切換機構9開啟相應的降溫出氣管2，將低溫煤氣送入到分離箱3中；
54.需要說明的是：在進行熱交換過程中，定時的開啟進水電磁閥21以及出水電磁閥23，保證降溫箱1內部的水位始終將降溫出氣管2沒入，并及時將降溫水在沸騰前排出，防止降溫箱1內部壓力過大。
55.步驟三、低溫煤氣進入分離箱3后，通過相應的溶劑，將低溫煤氣中的有機物以及部分粉塵進行過濾，過濾后的低溫煤氣通過進氣管24進入到過濾箱18中；
56.需要說明的是，在正式運行前，根據產生的煤氣的類別，可選擇相應的溶劑，通過儲液罐14或者第二儲液罐17將溶劑加入到分離箱3中。
57.步驟四、通過過濾箱18將過濾后的低溫煤氣進行吸附，將殘余的有機物以及粉塵進行二次過濾，二次過濾后的低溫煤氣通過過濾管19進入到旋風除塵器4中；
58.步驟五、通過旋風除塵器4對二次過濾后的低溫煤氣進行除塵，并將除塵后的低溫煤氣通過出氣管5進行到除硫塔6中進行除硫；
59.步驟六：除塵后的煤氣通過除硫塔6進行除硫，除硫結束后通過儲氣管7進入到儲氣罐8中進行保存。
60.本發明中涉及的電路以及控制均為現有技術，在此不進行過多贅述。
61.以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
技術特征：
1.一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統，包括：旋風除塵器(4)，旋風除塵器(4)的出氣口通過出氣管(5)連接除硫塔(6)的進氣端，除硫塔(6)的出氣端通過儲氣管(7)連接儲氣罐(8)；其特征在于，旋風除塵器(4)的進氣口通過進氣管(24)連接分離箱(3)，分離箱(3)的下端通過降溫出氣管(2)的一端連接多個結構一致的降溫箱(1)，降溫箱(1)的端面下端設有煤氣入口(103)，煤氣入口(103)的內側連接位于降溫箱(1)內部的降溫進氣管(102)，煤氣入口(103)的外側連接煤氣管(10)，煤氣管(10)與降溫出氣管(2)的內部安裝有可對其開閉的切換機構(9)，降溫進氣管(102)的頂部連接多根降溫支管(101)，降溫支管(101)的形狀為螺旋形，降溫支管(101)的頂部與位于降溫箱(1)上端的降溫出氣管(2)的另一端相連，降溫箱(1)的頂部與底部分別開設有降溫進水口與降溫出水口，降溫進水口通過進水電磁閥(21)連接自來水管(12)，降溫出水口通過出水電磁閥(23)連接降溫出水管(22)一端，降溫出水管(22)的另一端連接儲水罐(11)；所述分離箱(3)的下端的兩側分別開設有分離進液口與分離出液口，分離進液口連接分離進液管(15)，分離進液管(15)通過進液電磁閥(16)連接儲液罐(14)的端面，分離出液口通過出液電磁閥連接分離出液管，分離出液管連接回收罐(13)。2.根據權利要求1所述的一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統，其特征在于，所述切換機構(9)包括切換板(901)，切換板(901)的端面設有轉動軸(904)，轉動軸(904)的一端穿過管壁(905)與小型電機(903)相連，小型電機(903)放置在收集箱(907)中，收集箱(907)的的端面開設有進氣孔，收集箱(907)設有進氣孔的端面與管壁(905)固定連接，轉動軸(904)位于進氣孔的內側。3.根據權利要求2所述的一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統，其特征在于，所述切換機構(9)還包括前密封環(906)與后密封環(902)，切換板(901)位于前密封環(906)與后密封環(902)之間，前密封環(906)與后密封環(902)關于管壁(905)的水平中軸線對稱設置在管壁(905)的內部上，前密封環(906)與后密封環(902)形狀為弧形。4.根據權利要求1所述的一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統，其特征在于，所述分離箱(3)與旋風除塵器(4)之間設有過濾箱(18)，過濾箱(18)內部設有吸附材料制成的過濾層，過濾箱(18)的一端連接進氣管(24)，另一端通過過濾管(19)連接旋風除塵器(4)。5.根據權利要求4所述的一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統，其特征在于，所述分離進液口一側的分離箱(3)上開設有多個第二進液口，第二進液口通過第二電磁閥連接第二進液管，第二進液管連接第二儲液罐(17)。6.根據權利要求1所述的一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統，其特征在于，所述降溫箱(1)的頂部設有多個降溫孔，降溫孔的頂部放置有冷卻液的冷卻箱(20)。7.一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統的使用方法，其特征在于，步驟一、通過切換機構(9)開啟單根煤氣管(10)，其余煤氣管(10)處于閉合狀態，地下生成的高溫煤氣通過開啟的煤氣管(10)進入到降溫箱(1)中，此時，降溫出氣管(2)處于閉合狀態，當降溫支管(101)內部的氣壓達到設定值后，通過切換機構(9)關閉煤氣管(10)，并與此同時，通過切換機構(9)開啟相領的煤氣管(10)；步驟二、高溫煤氣在降溫支管(101)內部與降溫箱(1)內部的水進行熱交換，當高溫煤氣的溫度達到設定值后，通過切換機構(9)開啟相應的降溫出氣管(2)，將低溫煤氣送入到分離箱(3)中；
步驟三、低溫煤氣進入分離箱(3)后，通過相應的溶劑，將低溫煤氣中的有機物以及部分粉塵進行過濾，過濾后的低溫煤氣通過進氣管(24)進入到過濾箱(18)中；步驟四、通過過濾箱(18)將過濾后的低溫煤氣進行吸附，將殘余的有機物以及粉塵進行二次過濾，二次過濾后的低溫煤氣通過過濾管(19)進入到旋風除塵器(4)中；步驟五、通過旋風除塵器(4)對二次過濾后的低溫煤氣進行除塵，并將除塵后的低溫煤氣通過出氣管(5)進行到除硫塔(6)中進行除硫；步驟六：除塵后的煤氣通過除硫塔(6)進行除硫，除硫結束后通過儲氣管(7)進入到儲氣罐(8)中進行保存。8.根據權利要求7所述的一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統的使用方法，其特征在于，在正式運行前，可通過單個降溫箱(1)進行測視，將高溫煤氣通入到單個降溫箱(1)中，記錄下溫度的變化曲線，確定降溫箱(1)的降溫速率，通過確定的降溫速率進行設定,并且溫度設定在100℃以下，以確保后續的電磁閥可以正常工作。9.根據權利要求7所述的一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統的使用方法，其特征在于，在步驟二進行熱交換過程中，定時的開啟進水電磁閥(21)以及出水電磁閥(23)，保證降溫箱(1)內部的水位始終將降溫出氣管(2)沒入，并及時將降溫水在沸騰前排出，防止降溫箱(1)內部壓力過大。
技術總結
本發明涉及煤炭氣化技術領域，公開了一種煤炭地下氣化煤氣凈化系統及其使用方法，包括：多個降溫箱，位于降溫箱內部的降溫進氣管，降溫進氣管的頂部連接多根降溫支管，降溫支管的形狀為螺旋形，降溫支管的頂部與位于降溫箱上端的降溫出氣管的另一端相連，降溫箱的頂部與底部分別開設有降溫進水口與降溫出水口；通過設置降溫箱以及螺旋形的降溫管，可對高溫煤氣進行降溫的同時，防止高溫煤氣與降溫介質直接接觸，進而保證高溫煤氣在降溫時不會產生新的物質，并通過旋風除塵器進行除塵，可有效防止在除塵過程中，產生高溫，進而導致將煤氣引燃，造成危險發生，并且通過設置的降溫箱，可產生干凈的熱水，供廠區使用，實現了熱能的再利用。用。用。
