CN204902294U - 溶气水分离装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种溶气水分离装置,具有一体化分离罐、天然气燃烧器、换热部件、水位计或温度计,以及多只阀门。一体化分离罐留有溶气水接入口和出水口,以及天然气出口,分离罐内部还具有换热部件,天然气进入天然气燃烧器燃烧,其产生的热量用来加热换热部件,进而加热分离罐内部的水,热水最终从出水口流出,实现天然气的分离和充分利用。本实用新型不需要对分离出的气体进行储存和运输,增加了安全性,减少了投资。燃烧的天然气提升了地热水温度,增加了地热的热量值。

Description

溶气水分离装置
技术领域
本实用新型涉及地下热水回收、处理和利用的工艺设施。
背景技术
地热的使用越来越得到人们的重视,地热主要通过开采地下热水或者蒸汽获得能源,部分地热还存在水溶气,这部分地热水称之为溶气水,即来自地下的热水水中含有天然气等气体。在对这类溶气水地热开发过程中,由于溶气水中天然气含量相对较低,对天然气分离和使用就没有很好的经济效益,同时天然气属于易燃易爆气体,因此在热水使用过程中需要把这部分气体分离出来,以减少安全隐患;而且回收的气体在运输或者在使用过程中都要考虑到安全性要求,这都会增加额外的投资。因此,如何更好地分离水溶气中的天然气以及把分离出的天然气充分利用,以产生较好的经济效益、环保效益和安全效益是需要本领域的技术人员去解决的问题。
申请号:2014206675398的实用新型属于环保设备技术领域,具体涉及一种溶气水释放器,包括释放器壳体,所述释放器壳体上方连接有上盖,该上盖上端为管柱,下端与释放器壳体相匹配,所述释放器壳体内从上到下依次连接有第一圆盘、第二圆盘、下盖;所述释放器壳体周边设有第一环形孔道,所述第一圆盘中心开有小孔,所述第二圆盘沿圆周均匀设有圆孔,下盖设有关于圆心对称的第二环形孔道。该实用新型仅仅分离气体和液体,未充分利用释放的气体。
申请号:2011204550229的实用新型公开了一种用于水溶气型地热水脱气装置中的脱气罐,解决了水溶气型地热水脱气工艺无专用设备的问题;该脱气罐的罐体内部进水管口的下部设置格栅,格栅的下部设置至少一个进料分配盘,所述进料分配盘为蝶形,包括蝶底及蝶边,在蝶边上沿圆周均布若干圆孔,这些圆孔所在平面低于蝶边所在平面,另外在罐体内部脱气水出口的周围设置挡板。该脱气罐是结合地热水的性质特点而设计完成的,具有良好的脱气效果。上述专利的设备和方法中水气分离的速率较低,分离和回收利用不能同步完成,资源利用效率也较低。
发明内容
实用新型目的:
克服传统的地下热水收集装置中水、气不能有效分离,分离以后不能安全方便使用,分离出的天然气储运困难等缺点,提供一种能够充分分离溶气水中天然气的装置,并把从水溶气分离装置分离出的天然气就地燃烧,提高装置内溶气水的温度,实现水溶气中天然气和热水的完全利用。
技术方案:
本实用新型公开的溶气水分离装置,能够将来自地热井的溶气水(或称水溶气)先输入该装置,实现水和天然气的分离,并把从水溶气分离装置分离出的天然气就地燃烧,用于加热分离装置内的溶气水,提高装置内溶气水的温度,实现水溶气中天然气和热水几乎完全分离。该装置具有一体化分离罐、天然气燃烧器、换热部件、或有水位计(或温度计)以及多只阀门。
一体化分离罐留有溶气水接入口和出水口,以及天然气出口(以方便溶气水中分离出来的天然气排出),分离罐的内部储存经过分离的溶气水,分离罐内部还具有换热部件,天然气出口出来的天然气(依靠一体化分离罐内的压力通过天然气管道输送,也可以配套天然气增压风机,利于天然气的排出和分离,进一步降低一体化分离罐内的压力)进入天然气燃烧器燃烧,其产生的热量用来加热该换热部件,进而加热分离罐内部的水,被加热后的热水最终从出水口流出,实现天然气的分离和充分利用。热水可通过热水出水泵输送至供热设备或用户。
分离罐的下部储存的溶气水由于被加热,温度提高,更有利于天然气从水中进一步蒸发和分离出来,使得其中的天然气含量进一步减低。另外,天然气管道上可以安装天然气净化装置(例如:除水蒸气装置),也可以安装自控阀和天然气流量计。
一体化分离装置内部可连接有水位计测量水位,外部连接有控制装置进行控制,保证分离装置不会出现干烧现象。
分离罐中优选采用泄压分离方式,即从管道过来的溶气水的压力高于分离罐内的压力;
为使溶气水内的气体加速分离和使得分离更彻底,在分离罐内可以采取安装填充填料等措施,填料可以选择布尔环、空心柱状物件或者紊流板等填料,填料具有较大的孔隙率和较大的比表面积,例如:孔隙率大于80%。填料要求具备抗腐蚀性能,具备一定的结构强度和在热水内不易变形的特点。
溶气水在释放天然气的过程中由于气化会吸收水中的热量,溶气水的温度将略有降低;利用天然气燃烧再加热溶气水,保证分离后溶气水温度高于进水温度,将有利于天然气从溶气水中释放和分离。例如:当气水比1:1(体积比)时,考虑到热损耗因素及天然气分离过程中的潜热吸热,能使水温升高2~6℃左右。
溶气水分离罐的外壳可以安装有保温系统,各个管路也可以有保温,防止热量的流失。
分离罐的底部可以安装排空接口,以排除内部积水,也可以排除溶气水带来的部分泥沙等固体残渣。
溶气水分离装置的出水口可以配套安装出水泵,通过控制出水泵的流量来控制溶气水分离装置内部的水位,并适应进水水量的变化。
多只阀门优选为自控阀,出水泵的流量调节优选变频控制调节,自控阀和出水泵分别连接并受控于自控装置,自控装置另有多根信号线分别连接于分离罐上的温度传感器(或温度计)和水位传感器(或水位计),感受并传送水温和分离罐内的液位数据。通过自控装制的控制和调节,使得水气分离速度、分离程度、热水的出水流量、分离罐内的水位得到有效调控。
整个装置可以通过自动化调度,使地热井的水泵扬程、流量,以及热水变频水泵的扬程、流量,溶气水的温度工作在最佳工况和最佳平衡点,实现供热效率最大化。天然气加热为连续或者间隙工作方式,保证分离出的水溶气能够及时燃烧,没有水溶气排空,并且可以实现无人值守和数字化地热供热。
一体化分离罐、天然气燃烧器、换热部件等可以安装在一个整体橇块上,方便移动以及与地热井的现场安装,减少现场安装连接工作量,减少安装过程对周边居民的影响。
有益效果:
本实用新型就是通过分离出水溶气中的天然气,并把天然气即刻用来加热来自地热的热水,不需要对分离出的进行天然气储存和运输,增加了安全性,减少了投资。燃烧的天然气提升了地热水温度,增加了地热的热量值和品位,减少了地下水开采量,减少提升溶气水和回灌溶气水电耗,增加了经济性能。而分离以后的地下水天然气含量大大降低,减少了地热在使用过程的天然气泄漏,增加了对溶气水地热的使用安全性。分离出的天然气通过燃烧较少了天然气挥发对环境的影响,增加了环保效益。
本实用新型解决溶气水的综合利用,实现地热资源最大化,提高了经济效益。
天然气与水在系统内即时分离,即时燃烧,减少天然气储存的安全隐患和安全措施投资。溶气水中天然气的分离大于80%,甚至达到95%以上的分离目标。加热燃料无需外供,节约使用成本和充分利用天然资源。
附图说明
图1是本实用新型的一个平面结构示意图(待处理)图中,1-地热井;2-阀门;3-沉沙分离器;4-排空接口;5-天然气出口;6-溶气水接入口7-填料;8-一体化分离罐;9--水位计(或温度计)温度计;10-天然气燃烧器;11-真空泵或增压风机;12-换热部件;13-出水口;16-出水泵;17-供热设备。
具体实施方式
如图1所示的溶气水分离装置,具有一体化分离罐8、天然气燃烧器10、换热部件12、多只阀门2;一体化分离罐8留有溶气水接入口6、出水口13、天然气出口5,分离罐8的内部储存经过分离的溶气水,分离罐8内部具有换热部件12,天然气出口5出来的天然气进入天然气燃烧器10燃烧,其产生的热量用来加热该换热部件12,进而加热分离罐内部的水,被加热后的水最终从出水口13流出,实现天然气的分离和充分利用。
一体化分离罐8内部连接有水位计9,外部连接有控制装置。溶气水分离装置的出水口13配套安装出水泵16,通过控制出水泵16的流量来控制溶气水分离装置内部的水位。在分离罐8内安装有空心柱状物件的填料7,具有大于80%的孔隙率和较大的比表面积。
该溶气水分离装置能够将来自地热井的溶气水输入后,实现水和天然气的充分分离,无需另行回收和运输分离出来的天然气。

Claims (6)

1.一种溶气水分离装置,其特征在于:具有一体化分离罐、天然气燃烧器、换热部件、多只阀门;一体化分离罐留有溶气水接入口、出水口、天然气出口,分离罐的内部能够储存经过分离的溶气水,分离罐内部还具有换热部件,天然气出口出来的天然气联通天然气燃烧器,换热部件能够加热分离罐内部的水,被加热后的水最终从出水口流出。
2.如权利要求1所述的溶气水分离装置,其特征在于:一体化分离装置内部连接有水位计,外部连接有控制装置。
3.如权利要求1所述的溶气水分离装置,其特征在于:在分离罐内安装有填充填料,填料具有大于80%的孔隙率。
4.如权利要求3所述的溶气水分离装置,其特征在于:填料为布尔环、空心柱状物件或者紊流板。
5.如权利要求1所述的溶气水分离装置,其特征在于:溶气水分离装置的出水口配套安装出水泵。
6.如权利要求1或5所述的溶气水分离装置,其特征在于:多只阀门为自控阀,出水泵的流量调节为变频控制调节,自控阀和出水泵分别连接并受控于自控装置,自控装置另有信号线连接于分离罐上的温度传感器或水位计,感受并传送水温或分离罐内的液位数据。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104990293A (zh) * 2015-07-06 2015-10-21 上海亿景能源科技有限公司 溶气水分离工艺装置
CN106765440A (zh) * 2016-12-29 2017-05-31 张四清 一种地热水排水装置

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