CN204902294U - 溶气水分离装置 - Google Patents

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。