粗煤气净化实验系统技术方案

本公开提供了一种粗煤气净化实验系统，包括：配气单元，包括注汽装置和加热装置，注汽装置的注汽口与加热装置的进气口连通；分离测试单元，包括注油装置、注粉尘装置和可视化焦油粉尘分离器，注油装置的注油口与注粉尘装置的注粉口、加热装置的出气口连通，可视化焦油粉尘分离器的进口与注粉尘装置的注粉口连通；换热测试单元，包括气液分离装置和可视化蒸发器，可视化焦油粉尘分离器的出口与可视化蒸发器的进口连通，可视化蒸发器的出口与气液分离装置的进气口连通；吸收测试单元，包括酸气形成装置和可视化吸收塔，酸气形成装置与气液分离装置的出气口、可视化吸收塔的进口连通。本公开能对粗煤气净化模拟实验，开展粗煤气净化实验研究。实验研究。实验研究。

【技术实现步骤摘要】
粗煤气净化实验系统


[0001]本公开涉及煤炭地下气化
，特别涉及一种粗煤气净化实验系统。

技术介绍

[0002]煤炭地下气化(Underground Coal Gasification，UCG)是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生氢气、一氧化碳和甲烷等可燃气体的过程。煤炭地下气化实现了煤炭地下密闭开发，化学采煤取代传统物理采煤，将固态煤炭转化为气体清洁能源，实现煤炭清洁开采，将难动用煤炭提升为现实可采资源，大大提高了煤炭资源的利用效率和利用水平。
[0003]相关技术中的煤炭地下气化实验装置均是针对煤炭地下气化过程进行模拟试验。通过模拟煤炭燃烧过程的产气特性及其温度场、浓度场、气流场分布，得到不同条件下的煤炭地下气化的试验数据。
[0004]然而，煤炭地下气化产出的粗煤气通常含有大量粉尘、焦油、硫化氢、氰化氢、轻烃、氨、酚类、苯、萘和重金属等伴生物，通常需要采用粗煤气净化设备对粗煤气净化处理。因此，如何对粗煤气净化过程进行模拟实验，以开展粗煤气净化设备及工艺实验研究，对于保证粗煤气净化处理效果而言至关重要。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种粗煤气净化实验系统，能对粗煤气净化进行模拟实验，开展粗煤气净化设备及工艺实验研究，保证粗煤气净化的效果。所述技术方案如下：
[0006]本公开实施例提供了一种粗煤气净化实验系统，所述粗煤气净化实验系统包括：配气单元，包括注汽装置和加热装置，所述注汽装置具有注汽口，所述加热装置具有进气口和出气口，所述注汽装置的注汽口与所述加热装置的进气口连通；分离测试单元，包括注油装置、注粉尘装置和可视化焦油粉尘分离器，所述注油装置具有注油口，所述注粉尘装置具有注粉口，所述注油装置的注油口与所述注粉尘装置的注粉口、所述加热装置的出气口连通，所述可视化焦油粉尘分离器的进口与所述注粉尘装置的注粉口连通；换热测试单元，包括气液分离装置和可视化蒸发器，所述可视化焦油粉尘分离器的出口与所述可视化蒸发器的进口连通，所述可视化蒸发器的出口与所述气液分离装置的进气口连通；吸收测试单元，包括酸气形成装置和可视化吸收塔，所述酸气形成装置具有出气口，所述酸气形成装置的出气口与所述气液分离装置的出气口、所述可视化吸收塔的进口连通。
[0007]在本公开实施例的一种实现方式中，所述注汽装置包括注水泵和蒸汽发生器，所述加热装置包括过热器，所述注水泵的出水口与所述蒸汽发生器的进口连通，所述蒸汽发生器的出口与所述过热器的进口连通。
[0008]在本公开实施例的另一种实现方式中，所述注油装置包括注油泵和雾化器，所述注油泵的出油口与所述雾化器的进口连通，所述雾化器的进口与所述加热装置的出气口连通，所述雾化器的出口与所述注粉口连通。
[0009]在本公开实施例的另一种实现方式中，所述注粉尘装置包括注粉泵和缩径管，所述缩径管中部的内径小于所述缩径管两端的内径，所述注粉泵的出口与所述缩径管的中部连通，所述缩径管的一端与所述注油装置的注油口连通，所述缩径管的另一端与所述可视化焦油粉尘分离器的进口连通。
[0010]在本公开实施例的另一种实现方式中，所述气液分离装置包括气液分离器和三相分离器，所述气液分离器的进气口与所述可视化蒸发器的出口，所述气液分离器的出气口与所述三相分离器的进气口连通，所述气液分离器的出液口与所述三相分离器的进液口连通，所述三相分离器的出气口与所述酸气形成装置的出气口连通，所述三相分离器的出水口和所述三相分离器的出油口用于连接回收罐。
[0011]在本公开实施例的另一种实现方式中，所述气液分离装置还包括空冷器，所述空冷器的进气口与所述气液分离器的出气口连通，所述空冷器的出气口与所述三相分离器的进气口连通。
[0012]在本公开实施例的另一种实现方式中，所述酸气形成装置包括二氧化碳气瓶，所述二氧化碳气瓶与所述气液分离装置的出气口连通。
[0013]在本公开实施例的另一种实现方式中，所述分离测试单元还包括测试焦油粉尘分离器和两个用于检测粉尘浓度和颗粒物粒径第一检测装置，两个所述第一检测装置分别连接在所述测试焦油粉尘分离器的进口和出口，所述测试焦油粉尘分离器的进口与所述注粉尘装置的注粉口连通，所述测试焦油粉尘分离器的出口与所述可视化蒸发器的进口连通。
[0014]在本公开实施例的另一种实现方式中，所述换热测试单元还包括测试蒸发器，所述可视化焦油粉尘分离器的出口与所述测试蒸发器的进口连通，所述测试蒸发器的出口与所述气液分离装置的进气口连通。
[0015]在本公开实施例的另一种实现方式中，所述吸收测试单元还包括测试吸收塔和两个用于检测酸性气体浓度的第二检测装置，两个所述第二检测装置分别连接在所述测试吸收塔的进口和出口，所述测试吸收塔的进口与所述酸气形成装置的出气口连通。
[0016]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0017]本公开实施例提供的粗煤气净化实验系统包括配气单元、分离测试单元、换热测试单元和吸收测试单元，其中，配气单元具有注汽装置和加热装置，注汽装置能向管路中注入蒸汽，加热装置能对管路中含水的气体加热。即通过配气单元能对管路中的气体加热并控制气体的含水量，从而提供实验时气体所需的温度和含水要求。
[0018]分离测试单元具有注油装置、注粉尘装置和可视化焦油粉尘分离器，注油装置能向管路中注入焦油，以配置实验时气体中的焦油含量，注粉尘装置能向管路中注入粉尘，以配置试验时气体中的粉尘含量。由于注油装置的注油口与加热装置的出气口连通，因此通过配气单元和分离测试单元就模拟配置出带有水蒸气、焦油和粉尘的气体，可以通过可视化焦油粉尘分离器进行净化，以将粉尘、杂质等杂质从气体中脱除，过程中技术人员可以通过可视化焦油粉尘分离器观察到气体脱除粉尘、杂质等杂质的具体情况，从而开展焦油粉尘分离器及工艺实验研究，保证焦油粉尘分离器的净化效果。
[0019]换热测试单元具有气液分离装置和可视化蒸发器，气液分离装置能分离管路中的气相介质和液相介质，其中，可视化焦油粉尘分离器的出口与可视化蒸发器的进口连通，因而从分离测试单元出来的气体会进入换热测试单元的可视化蒸发器进行降温换热，部分的
水及焦油冷凝下来，通过气液分离装置将焦油及水进行分离，过程中技术人员可以通过可视化蒸发器观察到焦油、水和气体的分离情况，从而开展蒸发器及工艺实验研究，保证蒸发器的换热效果。
[0020]吸收测试单元具有酸气形成装置和可视化吸收塔，酸气形成装置可以向管路中注入酸性气体与换热测试单元中分离出来的气体混合，形成具有酸性气体的混合气体，混合后的混合气体输送至可视化吸收塔进行脱酸处理。过程中技术人员可以通过可视化吸收塔观察到混合气体的脱酸情况，从而开展吸收塔的流动性能及对酸性介质的吸收效率的实验研究，保证吸收塔的脱酸效率。
[0021]本公开实施例提供的粗煤气净化实验系统能对粗煤气的整个净化过程进行模拟实验，开展粗煤气净化设备及工艺实验研究，保证粗煤气净化的效果。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粗煤气净化实验系统，其特征在于，所述粗煤气净化实验系统包括：配气单元(1)，包括注汽装置(11)和加热装置，所述注汽装置(11)具有注汽口，所述加热装置具有进气口和出气口，所述注汽装置(11)的注汽口与所述加热装置的进气口连通；分离测试单元(2)，包括注油装置(21)、注粉尘装置(22)和可视化焦油粉尘分离器(D)，所述注油装置(21)具有注油口，所述注粉尘装置(22)具有注粉口，所述注油装置(21)的注油口与所述注粉尘装置(22)的注粉口、所述加热装置的出气口连通，所述可视化焦油粉尘分离器(D)的进口与所述注粉尘装置(22)的注粉口连通；换热测试单元(3)，包括气液分离装置和可视化蒸发器(E)，所述可视化焦油粉尘分离器(D)的出口与所述可视化蒸发器(E)的进口连通，所述可视化蒸发器(E)的出口与所述气液分离装置的进气口连通；吸收测试单元(4)，包括酸气形成装置和可视化吸收塔(F)，所述酸气形成装置具有出气口，所述酸气形成装置的出气口与所述气液分离装置的出气口、所述可视化吸收塔(F)的进口连通。2.根据权利要求1所述的粗煤气净化实验系统，其特征在于，所述注汽装置(11)包括注水泵(111)和蒸汽发生器(112)，所述加热装置包括过热器(12)，所述注水泵(111)的出水口与所述蒸汽发生器(112)的进口连通，所述蒸汽发生器(112)的出口与所述过热器(12)的进口连通。3.根据权利要求1所述的粗煤气净化实验系统，其特征在于，所述注油装置(21)包括注油泵(211)和雾化器(212)，所述注油泵(211)的出油口与所述雾化器(212)的进口连通，所述雾化器(212)的进口与所述加热装置的出气口连通，所述雾化器(212)的出口与所述注粉口连通。4.根据权利要求1所述的粗煤气净化实验系统，其特征在于，所述注粉尘装置(22)包括注粉泵(221)和缩径管(222)，所述缩径管(222)中部的内径小于所述缩径管(222)两端的内径，所述注粉泵(221)的出口与所述缩径管(222)的中部连通，所述缩径管(222)的一端与所述注油装置(21)的注油口连通，所述缩径管(222)的另一端与所述可...

【专利技术属性】
技术研发人员：周岩，王亚彬，赵瑜，王予新，陈宇，张俊，邹红杰，秦丽萍，张倩，
申请(专利权)人：中国石油集团工程股份有限公司中国石油工程建设有限公司中国石油集团工程设计有限责任公司北京迪威尔石油天然气技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：