CN112814633A - 一种co2驱采出气高效膜分离与提纯的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，包括储气罐、多组分流罐、输气管、一级分离提纯组件、二级分离提纯组件、三级分离提纯组件和二氧化碳存储罐；储气罐通过多组第一管道连接多组分流罐；每组分流罐内均设有过滤组件；每组分流罐通过多组第二管道连接多组一级分离提纯组件；多组一级分离提纯组件的两组出气端口通过管道分别连接多组二级分离提纯组件和多组三级分离提纯组件；多组二级分离提纯组件分别连通多组二氧化碳存储罐和多组分流罐；多组三级分离提纯组件分别连通输气管和多组二级分离提纯组件。本发还提出CO2驱采出气高效膜分离与提纯的方法。本发明方便维护检修能高效对煤层气中的CO2进行分离。

Description

一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置及方法
技术领域
本发明涉及油层开采技术领域，尤其涉及一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置。
背景技术
煤层气是天然气的一种，其主要成分为甲烷。近年来，由于世界可用常规能源的日益消减，能源的紧缺问题的加剧，使得作为一种清洁能源的煤层气备受关注；为提高煤层气的渗透性，增加煤层气的产量，采用CO2驱气开采深煤层气，使得煤层气中含有大量CO2，然而煤层气中含有大量的CO2，不仅直接影响到煤层气产品的质量，而且对管线和设备造成腐蚀；现有技术中可采用吸收法、低温蒸馏法、变压吸附法和膜分离方法对煤层气中含有的二氧化碳气体进行分离；但是吸收法、低温蒸馏法和变压吸附法因设备体积大，使用成本高，且受煤层气开采环境限制，往往无法应用于煤层气中的二氧化碳分离；为此，本申请中提出一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，采用膜分离方法对煤层气中含有的二氧化碳气体进行分离，设备操作简单使用方便，还方便进行维护，且投入成本低。
发明内容
（一）发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，本发明操作简单，方便维护检修能高效对煤层气中的CO2进行分离，能得到纯度高的层煤气和二氧化碳气体。
（二）技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，包括储气罐、多组分流罐、输气管、多组第一管道、多组第二管道、多组一级分离提纯组件、多组二级分离提纯组件、多组三级分离提纯组件和多组二氧化碳存储罐；
储气罐上设有用于连接输气管道的第一进气孔和多组第一出气孔；
每组分流罐上均设有第二进气孔、多组第二出气孔和多组回流孔，每组分流罐内均设有过滤组件；
多组第一管道的两端管口分别连接多组第一出气孔和多组第二进气孔，每组第一管道上均设有第一控制阀；
多组第二管道上设有多组第二控制阀，多组第二管道的进气管口分别连接多组第二出气孔，多组第二管道的出气管口分别连接多组一级分离提纯组件的进气端口；
多组一级分离提纯组件的二氧化碳出气端口通过管道分别连接多组二级分离提纯组件的进气端口；多组二级分离提纯组件的二氧化碳出气端口通过管道分别连接多组二氧化碳存储罐的进气端口，多组二级分离提纯组件的层煤气出气端口通过管道连接多组回流孔；
多组一级分离提纯组件的层煤气出气端口通过管道分别连接多组三级分离提纯组件的进气端口；多组三级分离提纯组件的二氧化碳出气端口通过管道分别连接多组二级分离提纯组件的进气端口，多组三级分离提纯组件的层煤气出气端口通过管道连接输气管。
优选的，过滤组件包括两组安装板、螺纹杆、导向杆、安装框、活性炭吸附板和贴合板；其中，分流罐的端面设有开口；
两组安装板连接分流罐的内壁，两组安装板以开口的中轴线为中心对称分布，两组安装板相互靠近的端面均设有滑槽；
安装框内壁上延其内周方向设有固定板，安装框相互远离的两组外周面上设有多组滑块；多组滑块分别滑动连接两组滑槽；活性炭吸附板连接固定板的一端；
螺纹杆位于其中一组滑槽内，螺纹杆转动连接分流罐的内壁，螺纹杆密封穿过分流罐并连接手轮，螺纹杆螺纹配合连接一侧的多组滑块；导向杆位于另一组滑槽内，导向杆的一端连接分流罐的内壁，导向杆滑动连接另一侧的多组滑块；
贴合板连接安装框的一端，工作状态下，安装框由开口伸入分流罐内，贴合板朝向分流罐外端面的端面压紧分流罐的外端面。
优选的，还包括两组滑板；其中，滑块设有两组；
两组滑板分别连接安装框的外端面，两组滑板分别与两组滑块之间留有间隙，两组滑板分别滑动连接两组滑槽，两组滑板上分别设有两组用于用螺纹杆和导向杆穿过的开口槽。
优选的，还包括导热板和加热盒；
导热板连接固定板的另一端，导热板和活性炭吸附板沿分流罐内气体流动方向并排分布；
多组加热盒并排均匀分布，多组加热盒均连接导热板远离固定板的一端，多组加热盒内分别设有多组加热装置，任意一组加热盒内设有温度传感器；其中，相邻两组加热盒之间的导热板上均匀设有多组通风孔。
优选的，每组滑槽的内壁上均设有密封层；密封层压紧安装框的外端面。
优选的，每组一级分离提纯组件、每组二级分离提纯组件和每组三级分离提纯组件的结构相同。
优选的，每组一级分离提纯组件均包括第一收集罐、第二收集罐、安装架、多组分离器、第三管道和第四管道；
多组分离器并排分布，多组分离器安装在安装架上，多组分离器的进气端口分别通过管道连接第二管道，
多组分离器的二氧化碳出气端口通过管道连接第三管道；第三管道的出气端口连接第一收集罐的进气端口；第一收集罐上设有用于通过管道连接二级分离提纯组件进气端口的第三出气孔；
多组分离器的层煤气出气端口通过管道连接第四管道；第四管道的出气端口连接第二收集罐的进气端口；第二收集罐上设有用于通过管道连接三级分离提纯组件进气端口的第四出气孔。
优选的，多组分离器包括驱动装置、旋转轴、多组凸轮、多组滑轮、多组滑杆、多组安装筒、多组活塞、多组弹簧、多组连接部和多组端盖；
多组安装筒并排分布并均连接安装架，多组安装筒的一端分别连接多组连接部，多组安装筒的另一端设有多组安装孔；
多组滑杆的一端连接多组滑轮；多组滑轮分别滑动连接多组凸轮；多组凸轮均连接旋转轴；旋转轴转动连接安装架，旋转轴传动连接驱动装置；
多组滑杆的另一端穿过多组安装孔伸入多组安装筒内并连接多组活塞；多组弹簧分别位于多组安装筒内，并套设在多组滑杆的外侧，多组弹簧的两端分别连接多组活塞和多组安装筒的内壁；多组活塞、多组安装筒的内壁和多组连接部之间围成多组储气仓；
每组储气仓均在每组安装筒上设有用于连接第二管道的进气端口；每组进气端口内均设有第一单向阀；每组储气仓均在每组安装筒上设有用于通过管道连接第四管道的第一出气端口；每组第一出气端口内均设有第二单向阀；
每组连接部上均设有用于分离二氧化碳和层煤气的膜分离部，每组连接部的另一端均连接端盖；每组端盖上均设有用于通过管道连接第三管道的第二出气端口；每组第二出气端口内均设有第三单向阀。
优选的，膜分离部包括第一安装部、第二安装部和分离膜；其中，连接部分别螺纹配合连接安装筒和端盖，连接部上设有凹槽；凹槽的底面设有安装槽；安装槽的底面均匀设有多组第二通孔；
分离膜位于第一安装部和第二安装部之间；第一安装部和第二安装部通过螺栓紧固，第一安装部和第二安装部上设有一一对应的多组第一通孔；第一安装部或第二安装部螺纹配合连接安装槽。
本发明还提出一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的方法，包括以下具体步骤：
S1、将开采处的煤层气输送至储气罐内进行存储；
S2、打开对中第一控制阀，储气罐内的煤层气由多组第一管道进入多组分流罐内，煤层气经多组分流罐内的过滤组件过滤后由多组第二管道输送至一级分离提纯组件内进行煤层气的分离提纯处理；
S3、多组一级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体输送至多组二级分离提纯组件内，多组一级分离提纯组件分离出的层煤气输送至多组三级分离提纯组件内；
S4、多组二级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体存储在多组二氧化碳存储罐内，多组二级分离提纯组件分离出的层煤气输送至多组分流罐内；
多组三级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体输送至多组二级分离提纯组件内，多组三级分离提纯组件分离出的层煤气由输气管进行输送。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明中，将开采处的煤层气输送至储气罐内进行存储；打开对中第一控制阀，储气罐内的煤层气由多组第一管道进入多组分流罐内，煤层气经多组分流罐内的过滤组件过滤后由多组第二管道输送至一级分离提纯组件内进行煤层气的分离提纯处理；多组一级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体输送至多组二级分离提纯组件内，多组一级分离提纯组件分离出的层煤气输送至多组三级分离提纯组件内；多组二级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体存储在多组二氧化碳存储罐内，多组二级分离提纯组件分离出的层煤气输送至多组分流罐内；多组三级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体输送至多组二级分离提纯组件内，多组三级分离提纯组件分离出的层煤气由输气管进行输送，需要说明的是，对于三级分离提纯组件分离出的层煤气可使用四级分离提纯组件进一步进行提纯，对于二级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体可使用五级分离提纯组件进一步进行提纯；五级分离提纯组件和四级分离提纯组件均与一二三级分离提纯组件结构相同，进而能得到纯度高的层煤气和二氧化碳气体；
本发明中，分流罐内设有的过滤组件方便进行拆装维护；一级分离提纯组件、二级分离提纯组件和三级分离提纯组件中设有的用于分离提纯层煤气和二氧化碳气体的分离器方便进行拆装，以方便对其进行维护。
附图说明
图1为本发明提出的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置的结构示意图。
图2为本发明提出的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置中分流罐的结构示意图。
图3为本发明提出的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置中A处局部放大的结构示意图。
图4为本发明提出的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置中安装框的俯视图。
图5为本发明提出的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置中分离器的结构示意图。
图6为本发明提出的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置中B处局部放大的结构示意图。
图7为本发明提出的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置使用方法的流程框图。
附图标记：1、储气罐；2、分流罐；3、输气管；4、第一管道；5、第一控制阀；6、第二管道；7、第一收集罐；8、第二收集罐；9、安装架；10、分离器；11、第三管道；12、驱动装置；13、旋转轴；14、凸轮；15、滑轮；16、滑杆；17、安装筒；18、活塞；19、弹簧；20、储气仓；21、进气端口；22、第一出气端口；23、连接部；24、端盖；25、第二出气端口；26、凹槽；27、第一安装部；28、第二安装部；29、分离膜；30、第一通孔；31、第二通孔；201、安装板；202、滑块；203、螺纹杆；204、导向杆；205、安装框；206、固定板；207、活性炭吸附板；208、导热板；209、加热盒；210、加热装置；211、滑板；212、贴合板；213、手轮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-7所示，本发明提出的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，包括储气罐1、多组分流罐2、输气管3、多组第一管道4、多组第二管道6、多组一级分离提纯组件、多组二级分离提纯组件、多组三级分离提纯组件和多组二氧化碳存储罐；
储气罐1上设有用于连接输气管道的第一进气孔和多组第一出气孔；输气管道用于输送开采后的煤层气；
每组分流罐2上均设有第二进气孔、多组第二出气孔和多组回流孔，每组分流罐2内均设有过滤组件；
多组第一管道4的两端管口分别连接多组第一出气孔和多组第二进气孔，每组第一管道4上均设有第一控制阀5；
多组第二管道6上设有多组第二控制阀，多组第二管道6的进气管口分别连接多组第二出气孔，多组第二管道6的出气管口分别连接多组一级分离提纯组件的进气端口；
多组一级分离提纯组件的二氧化碳出气端口通过管道分别连接多组二级分离提纯组件的进气端口；多组二级分离提纯组件的二氧化碳出气端口通过管道分别连接多组二氧化碳存储罐的进气端口，多组二级分离提纯组件的层煤气出气端口通过管道连接多组回流孔；
多组一级分离提纯组件的层煤气出气端口通过管道分别连接多组三级分离提纯组件的进气端口；多组三级分离提纯组件的二氧化碳出气端口通过管道分别连接多组二级分离提纯组件的进气端口，多组三级分离提纯组件的层煤气出气端口通过管道连接输气管3。
本发明中，将开采处的煤层气输送至储气罐1内进行存储；打开对中第一控制阀5，储气罐1内的煤层气由多组第一管道4进入多组分流罐2内，煤层气经多组分流罐2内的过滤组件过滤后由多组第二管道6输送至一级分离提纯组件内进行煤层气的分离提纯处理；多组一级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体输送至多组二级分离提纯组件内，多组一级分离提纯组件分离出的层煤气输送至多组三级分离提纯组件内；多组二级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体存储在多组二氧化碳存储罐内，多组二级分离提纯组件分离出的层煤气输送至多组分流罐2内；多组三级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体输送至多组二级分离提纯组件内，多组三级分离提纯组件分离出的层煤气由输气管3进行输送，需要说明的是，对于三级分离提纯组件分离出的层煤气可使用四级分离提纯组件进一步进行提纯，对于二级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体可使用五级分离提纯组件进一步进行提纯；五级分离提纯组件和四级分离提纯组件均与一二三级分离提纯组件结构相同，进而能得到纯度高的层煤气和二氧化碳气体。
在一个可选的实施例中，过滤组件包括两组安装板201、螺纹杆203、导向杆204、安装框205、活性炭吸附板207和贴合板212；其中，分流罐2的端面设有开口；
两组安装板201连接分流罐2的内壁，两组安装板201以开口的中轴线为中心对称分布，两组安装板201相互靠近的端面均设有滑槽；
安装框205内壁上延其内周方向设有固定板206，安装框205相互远离的两组外周面上设有多组滑块202；多组滑块202分别滑动连接两组滑槽；活性炭吸附板207连接固定板206的一端；
螺纹杆203位于其中一组滑槽内，螺纹杆203转动连接分流罐2的内壁，螺纹杆203密封穿过分流罐2并连接手轮213，螺纹杆203螺纹配合连接一侧的多组滑块202；上述多组滑块202上设有与螺纹杆203配合的螺纹孔；
导向杆204位于另一组滑槽内，导向杆204的一端连接分流罐2的内壁，导向杆204滑动连接另一侧的多组滑块202；上述多组滑块202上设有用于供导向杆204滑动穿过的滑动孔；
贴合板212连接安装框205的一端，工作状态下，安装框205由开口伸入分流罐2内，贴合板212朝向分流罐2外端面的端面压紧分流罐2的外端面；
进一步的，贴合板212与分流罐2压紧的端面上设有密封端；
使用时，旋转手轮213带动螺纹杆203旋转；螺纹杆203与一侧的多组滑块202螺纹配合，进而带动安装框205沿导向杆204的中轴线方向滑动，以方便将安装框205安装在分流罐2内或者将安装框205从分流罐2内拆下，以对安装框205内侧设有的活性炭吸附板207进行拆卸更换；活性炭吸附板207对开采后的煤层气中的对重烃成分进行吸附；
当需要更换活性炭吸附板207时，关闭多组第一控制阀5直至分流罐2内的煤层气消耗完，则可操作将活性炭吸附板207取出进行更换，进而方便对过滤组件进行维护。
在一个可选的实施例中，还包括两组滑板211；其中，滑块202设有两组；
两组滑板211分别连接安装框205的外端面，两组滑板211分别与两组滑块202之间留有间隙，两组滑板211分别滑动连接两组滑槽，两组滑板211上分别设有两组用于用螺纹杆203和导向杆204穿过的开口槽，以提高安装框205配合安装的稳定性。
在一个可选的实施例中，还包括导热板208和加热盒209；
导热板208连接固定板206的另一端，导热板208和活性炭吸附板207沿分流罐2内气体流动方向并排分布；
多组加热盒209并排均匀分布，多组加热盒209均连接导热板208远离固定板206的一端，多组加热盒209内分别设有多组加热装置210，任意一组加热盒209内设有温度传感器；其中，相邻两组加热盒209之间的导热板208上均匀设有多组通风孔；
通过热传导作用使得导热板208具有温度，穿过导热板208的煤层气被预热干燥，从而保证气体进入膜分离部中没有液滴，避免液滴和油滴冷凝于分离膜29表面影响薄膜分离系统的正常运行。
在一个可选的实施例中，每组滑槽的内壁上均设有密封层；密封层压紧安装框205的外端面，以提高滑槽与安装框205之间的密封性。
在一个可选的实施例中，每组一级分离提纯组件、每组二级分离提纯组件和每组三级分离提纯组件的结构相同。
在一个可选的实施例中，每组一级分离提纯组件均包括第一收集罐7、第二收集罐8、安装架9、多组分离器10、第三管道11和第四管道；
多组分离器10并排分布，多组分离器10安装在安装架9上，多组分离器10的进气端口分别通过管道连接第二管道6，
多组分离器10的二氧化碳出气端口通过管道连接第三管道11；第三管道11的出气端口连接第一收集罐7的进气端口；第一收集罐7上设有用于通过管道连接二级分离提纯组件进气端口的第三出气孔；
多组分离器10的层煤气出气端口通过管道连接第四管道；第四管道的出气端口连接第二收集罐8的进气端口；第二收集罐8上设有用于通过管道连接三级分离提纯组件进气端口的第四出气孔。
在一个可选的实施例中，多组分离器10包括驱动装置12、旋转轴13、多组凸轮14、多组滑轮15、多组滑杆16、多组安装筒17、多组活塞18、多组弹簧19、多组连接部23和多组端盖24；
多组安装筒17并排分布并均连接安装架9，多组安装筒17的一端分别连接多组连接部23，多组安装筒17的另一端设有多组安装孔；
多组滑杆16的一端连接多组滑轮15；多组滑轮15分别滑动连接多组凸轮14；多组凸轮14均连接旋转轴13；旋转轴13转动连接安装架9，旋转轴13传动连接驱动装置12；驱动装置12选用变频电机；
多组滑杆16的另一端穿过多组安装孔伸入多组安装筒17内并连接多组活塞18；多组弹簧19分别位于多组安装筒17内，并套设在多组滑杆16的外侧，多组弹簧19的两端分别连接多组活塞18和多组安装筒17的内壁；多组活塞18、多组安装筒17的内壁和多组连接部23之间围成多组储气仓20；
每组储气仓20均在每组安装筒17上设有用于连接第二管道6的进气端口21；每组进气端口21内均设有第一单向阀；每组储气仓20均在每组安装筒17上设有用于通过管道连接第四管道的第一出气端口22；每组第一出气端口22内均设有第二单向阀；
每组连接部23上均设有用于分离二氧化碳和层煤气的膜分离部，每组连接部23的另一端均连接端盖24；每组端盖24上均设有用于通过管道连接第三管道11的第二出气端口25；每组第二出气端口25内均设有第三单向阀；
使用时，储气罐1内的气体由进气端口21进入储气仓20内；驱动装置12运行带动旋转轴13和多组凸轮14旋转；多组凸轮14滑动连接多组滑轮15进而带动多组滑杆16和多组活塞18在多组储气仓20内滑动，多组弹簧19被压缩进而将多组储气仓20内的气体挤压，挤压后的二氧化碳气体穿过膜分离部并从第二出气端口25流出，煤层气由第一出气端口22流出；多组弹簧19恢复原状带动活塞18朝向远离连接部23的一侧移动，使得分流罐2内的气体由进气端口21进入储气仓20内，继续重复上述操作，以实现二氧化碳气体和煤层气的分流。
在一个可选的实施例中，膜分离部包括第一安装部27、第二安装部28和分离膜29；其中，连接部23分别螺纹配合连接安装筒17和端盖24，连接部23上设有凹槽26；凹槽26的底面设有安装槽；安装槽的底面均匀设有多组第二通孔31；
分离膜29位于第一安装部27和第二安装部28之间；第一安装部27和第二安装部28通过螺栓紧固，第一安装部27和第二安装部28上设有一一对应的多组第一通孔30；第一安装部27或第二安装部28螺纹配合连接安装槽；
通过上述设置方便对膜分离部进行拆装，以方便对分离膜29进行更换维护，操作简单使用方便。
如图7所示，本发明提出一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的方法，包括以下具体步骤：
S1、将开采处的煤层气输送至储气罐1内进行存储；
S2、打开对中第一控制阀5，储气罐1内的煤层气由多组第一管道4进入多组分流罐2内，煤层气经多组分流罐2内的过滤组件过滤后由多组第二管道6输送至一级分离提纯组件内进行煤层气的分离提纯处理；
S3、多组一级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体输送至多组二级分离提纯组件内，多组一级分离提纯组件分离出的层煤气输送至多组三级分离提纯组件内；
S4、多组二级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体存储在多组二氧化碳存储罐内，多组二级分离提纯组件分离出的层煤气输送至多组分流罐2内；
多组三级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体输送至多组二级分离提纯组件内，多组三级分离提纯组件分离出的层煤气由输气管3进行输送。
本发明提供的CO2驱采出气高效膜分离与提纯的方法操作简单使用方便，能高效快速的对煤层气中含有的二氧化碳气体进行分离，并能对分离后的二氧化碳气体和煤层气进一步的进行提纯，以得到高纯度的二氧化碳气体和煤层气，进而能对二氧化碳气体收集再利用，还能避免煤层气中含有二氧化碳气体对输送管道造成腐蚀，进而大大提高煤层气的质量。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，其特征在于，包括储气罐（1）、多组分流罐（2）、输气管（3）、多组第一管道（4）、多组第二管道（6）、多组一级分离提纯组件、多组二级分离提纯组件、多组三级分离提纯组件和多组二氧化碳存储罐；
储气罐（1）上设有用于连接输气管道的第一进气孔和多组第一出气孔；
每组分流罐（2）上均设有第二进气孔、多组第二出气孔和多组回流孔，每组分流罐（2）内均设有过滤组件；
多组第一管道（4）的两端管口分别连接多组第一出气孔和多组第二进气孔，每组第一管道（4）上均设有第一控制阀（5）；
多组第二管道（6）上设有多组第二控制阀，多组第二管道（6）的进气管口分别连接多组第二出气孔，多组第二管道（6）的出气管口分别连接多组一级分离提纯组件的进气端口；
多组一级分离提纯组件的二氧化碳出气端口通过管道分别连接多组二级分离提纯组件的进气端口；多组二级分离提纯组件的二氧化碳出气端口通过管道分别连接多组二氧化碳存储罐的进气端口，多组二级分离提纯组件的层煤气出气端口通过管道连接多组回流孔；
多组一级分离提纯组件的层煤气出气端口通过管道分别连接多组三级分离提纯组件的进气端口；多组三级分离提纯组件的二氧化碳出气端口通过管道分别连接多组二级分离提纯组件的进气端口，多组三级分离提纯组件的层煤气出气端口通过管道连接输气管（3）。
2.根据权利要求1所述的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，其特征在于，过滤组件包括两组安装板（201）、螺纹杆（203）、导向杆（204）、安装框（205）、活性炭吸附板（207）和贴合板（212）；其中，分流罐（2）的端面设有开口；
两组安装板（201）连接分流罐（2）的内壁，两组安装板（201）以开口的中轴线为中心对称分布，两组安装板（201）相互靠近的端面均设有滑槽；
安装框（205）内壁上延其内周方向设有固定板（206），安装框（205）相互远离的两组外周面上设有多组滑块（202）；多组滑块（202）分别滑动连接两组滑槽；活性炭吸附板（207）连接固定板（206）的一端；
螺纹杆（203）位于其中一组滑槽内，螺纹杆（203）转动连接分流罐（2）的内壁，螺纹杆（203）密封穿过分流罐（2）并连接手轮（213），螺纹杆（203）螺纹配合连接一侧的多组滑块（202）；导向杆（204）位于另一组滑槽内，导向杆（204）的一端连接分流罐（2）的内壁，导向杆（204）滑动连接另一侧的多组滑块（202）；
贴合板（212）连接安装框（205）的一端，工作状态下，安装框（205）由开口伸入分流罐（2）内，贴合板（212）朝向分流罐（2）外端面的端面压紧分流罐（2）的外端面。
3.根据权利要求2所述的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，其特征在于，还包括两组滑板（211）；其中，滑块（202）设有两组；
两组滑板（211）分别连接安装框（205）的外端面，两组滑板（211）分别与两组滑块（202）之间留有间隙，两组滑板（211）分别滑动连接两组滑槽，两组滑板（211）上分别设有两组用于用螺纹杆（203）和导向杆（204）穿过的开口槽。
4.根据权利要求2所述的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，其特征在于，还包括导热板（208）和加热盒（209）；
导热板（208）连接固定板（206）的另一端，导热板（208）和活性炭吸附板（207）沿分流罐（2）内气体流动方向并排分布；
多组加热盒（209）并排均匀分布，多组加热盒（209）均连接导热板（208）远离固定板（206）的一端，多组加热盒（209）内分别设有多组加热装置（210），任意一组加热盒（209）内设有温度传感器；其中，相邻两组加热盒（209）之间的导热板（208）上均匀设有多组通风孔。
5.根据权利要求4所述的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，其特征在于，每组滑槽的内壁上均设有密封层；密封层压紧安装框（205）的外端面。
6.根据权利要求1所述的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，其特征在于，每组一级分离提纯组件、每组二级分离提纯组件和每组三级分离提纯组件的结构相同。
7.根据权利要求6所述的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，其特征在于，每组一级分离提纯组件均包括第一收集罐（7）、第二收集罐（8）、安装架（9）、多组分离器（10）、第三管道（11）和第四管道；
多组分离器（10）并排分布，多组分离器（10）安装在安装架（9）上，多组分离器（10）的进气端口分别通过管道连接第二管道（6），
多组分离器（10）的二氧化碳出气端口通过管道连接第三管道（11）；第三管道（11）的出气端口连接第一收集罐（7）的进气端口；第一收集罐（7）上设有用于通过管道连接二级分离提纯组件进气端口的第三出气孔；
多组分离器（10）的层煤气出气端口通过管道连接第四管道；第四管道的出气端口连接第二收集罐（8）的进气端口；第二收集罐（8）上设有用于通过管道连接三级分离提纯组件进气端口的第四出气孔。
8.根据权利要求7所述的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，其特征在于，多组分离器（10）包括驱动装置（12）、旋转轴（13）、多组凸轮（14）、多组滑轮（15）、多组滑杆（16）、多组安装筒（17）、多组活塞（18）、多组弹簧（19）、多组连接部（23）和多组端盖（24）；
多组安装筒（17）并排分布并均连接安装架（9），多组安装筒（17）的一端分别连接多组连接部（23），多组安装筒（17）的另一端设有多组安装孔；
多组滑杆（16）的一端连接多组滑轮（15）；多组滑轮（15）分别滑动连接多组凸轮（14）；多组凸轮（14）均连接旋转轴（13）；旋转轴（13）转动连接安装架（9），旋转轴（13）传动连接驱动装置（12）；
多组滑杆（16）的另一端穿过多组安装孔伸入多组安装筒（17）内并连接多组活塞（18）；多组弹簧（19）分别位于多组安装筒（17）内，并套设在多组滑杆（16）的外侧，多组弹簧（19）的两端分别连接多组活塞（18）和多组安装筒（17）的内壁；多组活塞（18）、多组安装筒（17）的内壁和多组连接部（23）之间围成多组储气仓（20）；
每组储气仓（20）均在每组安装筒（17）上设有用于连接第二管道（6）的进气端口（21）；每组进气端口（21）内均设有第一单向阀；每组储气仓（20）均在每组安装筒（17）上设有用于通过管道连接第四管道的第一出气端口（22）；每组第一出气端口（22）内均设有第二单向阀；
每组连接部（23）上均设有用于分离二氧化碳和层煤气的膜分离部，每组连接部（23）的另一端均连接端盖（24）；每组端盖（24）上均设有用于通过管道连接第三管道（11）的第二出气端口（25）；每组第二出气端口（25）内均设有第三单向阀。
9.根据权利要求8所述的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，其特征在于，膜分离部包括第一安装部（27）、第二安装部（28）和分离膜（29）；其中，连接部（23）分别螺纹配合连接安装筒（17）和端盖（24），连接部（23）上设有凹槽（26）；凹槽（26）的底面设有安装槽；安装槽的底面均匀设有多组第二通孔（31）；
分离膜（29）位于第一安装部（27）和第二安装部（28）之间；第一安装部（27）和第二安装部（28）通过螺栓紧固，第一安装部（27）和第二安装部（28）上设有一一对应的多组第一通孔（30）；第一安装部（27）或第二安装部（28）螺纹配合连接安装槽。
10.根据权利要求1所述的一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的装置，还提出一种CO2驱采出气高效膜分离与提纯的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、将开采处的煤层气输送至储气罐（1）内进行存储；
S2、打开对中第一控制阀（5），储气罐（1）内的煤层气由多组第一管道（4）进入多组分流罐（2）内，煤层气经多组分流罐（2）内的过滤组件过滤后由多组第二管道（6）输送至一级分离提纯组件内进行煤层气的分离提纯处理；
S3、多组一级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体输送至多组二级分离提纯组件内，多组一级分离提纯组件分离出的层煤气输送至多组三级分离提纯组件内；
S4、多组二级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体存储在多组二氧化碳存储罐内，多组二级分离提纯组件分离出的层煤气输送至多组分流罐（2）内；
多组三级分离提纯组件分离出的二氧化碳气体输送至多组二级分离提纯组件内，多组三级分离提纯组件分离出的层煤气由输气管（3）进行输送。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115263259A (zh) * 2022-09-20 2022-11-01 陕西延长石油（集团）有限责任公司 一种油田注水注气开发用地面管路优化系统及其优化方法
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