一种煤炭地下气化煤气净化系统及其使用方法与流程
1.本发明涉及煤炭气化技术领域，特别涉及一种煤炭地下气化煤气净化系统及其使用方法。
背景技术：
2.煤炭地下气化是将煤直接在地下变为煤气的一种利用方法。煤的地下气化是用坑道或钻孔通到煤层，压入空气，点燃煤层，使煤气导出地面。所得煤气的成分，主要是氮、氢、一氧化碳、二氧化碳，以及少量甲烷等，可以作为气体燃料和化工原料，地下气化可从根本上消除煤炭开采的地下作业危险性，将煤层所含的能量以清结的方式输出地面，而残渣和废液则留在地下，从而大大减轻采煤和制气对环境造成的污染。
3.煤气净化即指脱除煤气中飞灰、焦油、萘、氨、硫化氢等杂质的过程，现有的技术公开了申请号cn201520379746.8，一种煤炭地下气化煤气净化系统。其主要技术方案是：高温净化器底部设有煤气入口和热水出口，高温净化器顶部与静电除尘器底部连通，静电除尘器顶部与低温净化器底部连通，低温净化器底部与低温冷却池连通，冷循环泵一入口与低温冷却池连通，冷循环泵一出口与冷却塔连通，冷却塔出口通过冷循环泵二与低温净化器上部连通，低温净化器顶部与脱硫塔底部连通，脱硫塔顶部设有煤气出口。上述的技术方案主要利用水作为冷却媒介，如果水直接与煤气进行热交换，一方面煤气主要成分为co，在高温时会与水反应生成h2,影响后续煤气的存储以及运输，并且通过静电除尘器进行除尘，当静电除尘器出现异常时，静电产生的高温电火花会引燃煤气，造成爆燃危险。
4.因此，有必要提供一种煤炭地下气化煤气净化系统及其使用方法解决上述技术问题。
技术实现要素：
5.为解决上述技术问题，本发明提供一种煤炭地下气化煤气净化系统及其使用方法。
6.本发明提供的一种煤炭地下气化煤气净化系统，包括：旋风除尘器，旋风除尘器的出气口通过出气管连接除硫塔的进气端，除硫塔的出气端通过储气管连接储气罐；
7.旋风除尘器的进气口通过进气管连接分离箱，分离箱的下端通过降温出气管的一端连接多个结构一致的降温箱，降温箱的端面下端设有煤气入口，煤气入口的内侧连接位于降温箱内部的降温进气管，煤气入口的外侧连接煤气管，煤气管与降温出气管的内部安装有可对其开闭的切换机构，降温进气管的顶部连接多根降温支管，降温支管的形状为螺旋形，降温支管的顶部与位于降温箱上端的降温出气管的另一端相连，降温箱的顶部与底部分别开设有降温进水口与降温出水口，降温进水口通过进水电磁阀连接自来水管，降温出水口通过出水电磁阀连接降温出水管一端，降温出水管的另一端连接储水罐；
8.所述分离箱的下端的两侧分别开设有分离进液口与分离出液口，分离进液口连接分离进液管，分离进液管通过进液电磁阀连接储液罐的端面，分离出液口通过出液电磁阀
连接分离出液管，分离出液管连接回收罐。
9.优选的，所述切换机构包括切换板，切换板的端面设有转动轴，转动轴的一端穿过管壁与小型电机相连，小型电机放置在收集箱中，收集箱的的端面开设有进气孔，收集箱设有进气孔的端面与管壁固定连接，转动轴位于进气孔的内侧。
10.优选的，所述切换机构还包括前密封环与后密封环，切换板位于前密封环与后密封环之间，前密封环与后密封环关于管壁的水平中轴线对称设置在管壁的内部上，前密封环与后密封环形状为弧形。
11.优选的，所述分离箱与旋风除尘器之间设有过滤箱，过滤箱内部设有吸附材料制成的过滤层，过滤箱的一端连接进气管，另一端通过过滤管连接旋风除尘器。
12.优选的，所述分离进液口一侧的分离箱上开设有多个第二进液口，第二进液口通过第二电磁阀连接第二进液管，第二进液管连接第二储液罐。
13.优选的，所述降温箱的顶部设有多个降温孔，降温孔的顶部放置有冷却液的冷却箱。
14.一种煤炭地下气化煤气净化系统的使用方法，具体步骤为：
15.步骤一、通过切换机构开启单根煤气管，其余煤气管处于闭合状态，地下生成的高温煤气通过开启的煤气管进入到降温箱中，此时，降温出气管处于闭合状态，当降温支管内部的气压达到设定值后，通过切换机构关闭煤气管，并与此同时，通过切换机构开启相领的煤气管；
16.步骤二、高温煤气在降温支管内部与降温箱内部的水进行热交换，当高温煤气的温度达到设定值后，通过切换机构开启相应的降温出气管，将低温煤气送入到分离箱中；
17.步骤三、低温煤气进入分离箱后，通过相应的溶剂，将低温煤气中的有机物以及部分粉尘进行过滤，过滤后的低温煤气通过进气管进入到过滤箱中；
18.步骤四、通过过滤箱将过滤后的低温煤气进行吸附，将残余的有机物以及粉尘进行二次过滤，二次过滤后的低温煤气通过过滤管进入到旋风除尘器中；
19.步骤五、通过旋风除尘器对二次过滤后的低温煤气进行除尘，并将除尘后的低温煤气通过出气管进行到除硫塔中进行除硫；
20.步骤六：除尘后的煤气通过除硫塔进行除硫，除硫结束后通过储气管进入到储气罐中进行保存。
21.优选的，在步骤一前，通过单个降温箱进行测视，将高温煤气通入到单个降温箱中，记录下温度的变化曲线，确定降温箱的降温速率，通过确定的降温速率进行设定。
22.优选的，步骤二在进行热交换过程中，定时的开启进水电磁阀以及出水电磁阀，保证降温箱内部的水位始终将降温出气管没入，并及时将降温水在沸腾前排出，防止降温箱内部压力过大。
23.与相关技术相比较，本发明提供的一种煤炭地下气化煤气净化系统及其使用方法具有如下有益效果：
24.1、本发明通过设置降温箱以及螺旋形的降温管，可对高温煤气进行降温的同时，防止高温煤气与降温介质直接接触，进而保证高温煤气在降温时不会产生新的物质，并通过旋风除尘器进行除尘，可有效防止在除尘过程中，产生高温，进而导致将煤气引燃，造成危险发生，并且通过设置的降温箱，可产生干净的热水，供厂区使用，实现了热能的再利用；
25.2、本发明通过设置切换机构，并将切换机构的切换板与转动轴的材质设为耐高温的材质，通过小型电机的旋转带动切换板进行水平与竖直方向的转换，进而实现了煤气管以及降温出气管的开闭，当降温箱中的煤气进行热交换时，可以关闭相对应的煤气管以及降温出气管，并打开其他的煤气管以及降温出气管，将高温煤气送入到其他的降温箱中进行降温，保证了工作的连续性；
26.3、本发明通过设置过滤箱，可对分离后的煤气进行吸附,对煤气进行进一步的过滤，便于后续的作业。
附图说明
27.图1为本发明提供的一种煤炭地下气化煤气净化系统及其使用方法的一种较佳实施例的结构示意图；
28.图2为图1所示的净化系统的局部放大图；
29.图3为图1所示的降温支管的结构示意图；
30.图4为图3所示的降温支管与降温箱连接的结构示意图；
31.图5为图1所示的切换机构的内部示意图；
32.图6为图5所示的切换箱与小型电机连接的结构示意图；
33.图中标号：1、降温箱；2、降温出气管；3、分离箱；4、旋风除尘器；5、出气管；6、除硫塔；7、储气管；8、储气罐；9、切换机构；10、煤气管；11、储水罐；12、自来水管；13、回收罐；14、储液罐；15、分离进液管；16、进液电磁阀；17、第二储液罐；18、过滤箱；19、过滤管；20、冷却箱；21、进水电磁阀；22、降温出水管；23、出水电磁阀；24、进气管；101、降温支管；102、降温进气管；103、煤气入口；901、切换板；902、后密封环；903、小型电机；904、转动轴；905、管壁；906、前密封环；907、收集箱。
具体实施方式
34.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
35.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
36.参考图1至图6，本发明提供的一种煤炭地下气化煤气净化系统，包括：旋风除尘器4，旋风除尘器4的出气口通过出气管5连接除硫塔6的进气端，除硫塔6的出气端通过储气管7连接储气罐8；
37.旋风除尘器4的进气口通过进气管24连接分离箱3，分离箱3的下端通过降温出气管2的一端连接多个结构一致的降温箱1，降温箱1的端面下端设有煤气入口103，煤气入口103的内侧连接位于降温箱1内部的降温进气管102，煤气入口103的外侧连接煤气管10，煤气管10与降温出气管2的内部安装有可对其开闭的切换机构9，降温进气管102的顶部连接多根降温支管101，降温支管101的形状为螺旋形，降温支管101的顶部与位于降温箱1上端的降温出气管2的另一端相连，降温箱1的顶部与底部分别开设有降温进水口与降温出水口，降温进水口通过进水电磁阀21连接自来水管12，降温出水口通过出水电磁阀23连接降温出水管22一端，降温出水管22的另一端连接储水罐11；
38.所述分离箱3的下端的两侧分别开设有分离进液口与分离出液口，分离进液口连接分离进液管15，分离进液管15通过进液电磁阀16连接储液罐14的端面，分离出液口通过出液电磁阀连接分离出液管，分离出液管连接回收罐13。
39.需要说明的是，降温进气管102、降温支管101与降温出气管2的材质选用导热性能好的材料制成，降温支管101内部设有气压传感器，储液罐14内部可根据不同的煤气种类存储不同的液体，用于溶解去除煤气中的焦油等有机物，并且在具体使用时，可在降温支管101的内部以及降温出气管2的出气端设有温度传感器，通过温度传感器监控高温煤气散热后的温度变化时间，进而确定切换机构9的切换频率，制定合适的生产计划，并通过将储水罐11设为具有保温功能的罐体，可对厂区的生活区提供干净的热水，旋风除尘器4与除硫塔6均为现有技术，通过旋风除尘器4，可将去除焦油后的煤气进行除尘，并通过除硫塔6将除尘后的煤气进行去硫，并将净化后的煤气存储在储气罐8中。
40.在本发明的实施例中，参考图5、图6所示，所述切换机构9包括切换板901，切换板901的端面设有转动轴904，转动轴904的一端穿过管壁905与小型电机903相连，小型电机903放置在收集箱907中，收集箱907的的端面开设有进气孔，收集箱907设有进气孔的端面与管壁905固定连接，转动轴904位于进气孔的内侧。
41.需要说明的是：切换板901与转动轴904的材质为耐高温的材质，通过小型电机903的旋转带动切换板901进行水平与竖直方向的转换，进而实现了煤气管10以及降温出气管2的开闭，当降温箱1中的煤气进行热交换时，可以关闭相对应的煤气管10以及降温出气管2，并打开其他的煤气管10以及降温出气管2，将高温煤气送入到其他的降温箱1中进行降温，保证了工作的连续性；
42.在本发明的实施例中，参考图5、图6所示，所述切换机构9还包括前密封环906与后密封环902，切换板901位于前密封环906与后密封环902之间，前密封环906与后密封环902关于管壁905的水平中轴线对称设置在管壁905的内部上，前密封环906与后密封环902形状为弧形。
43.需要说明的是：前密封环906底部与后密封环902顶部的间距略大于切换板901的厚度，前密封环906与与后密封环902相对的端面之间的间距略大于切换板901的厚度，当切换板901处于水平状态时，切换板901的一半位于前密封环906的底部，另一半位于后密封环902的顶部，通过前密封环906与后密封环902，增加切换板901处于竖直状态时，对管壁905的密封性；
44.在本发明的实施例中，参考图1所示，所述分离箱3与旋风除尘器4之间设有过滤箱18，过滤箱18内部设有吸附材料制成的过滤层，过滤箱18的一端连接进气管24，另一端通过过滤管19连接旋风除尘器4。
45.需要说明的是：吸附材料可以选用活性炭，通过吸附材料可对分离后的煤气进行吸附,对煤气进行进一步的过滤，便于后续的作业；
46.在本发明的实施例中，参考图1所示，所述分离进液口一侧的分离箱3上开设有多个第二进液口，第二进液口通过第二电磁阀连接第二进液管，第二进液管连接第二储液罐17。
47.需要说明的是：通过设置多个第二储液罐17，可储存不同种类的溶剂，适用与不同种类的煤气中有机物的分离，并且还可以储存相通种类的溶剂，进而可存储更多数量的溶
剂，减少溶剂的添加频率；
48.在本发明的实施例中，参考图1所示，所述降温箱1的顶部设有多个降温孔，降温孔的顶部放置有冷却液的冷却箱20。
49.需要说明的是：冷却箱20的底部为导向性能良好的材质制成，通过降温孔，可将内部冷却介质产生的高温蒸汽通过降温孔流出，防止降温箱1内部压力过大。
50.上述煤炭地下气化煤气净化系统的使用方法，具体步骤为：
51.步骤一、通过切换机构9开启单根煤气管10，其余煤气管10处于闭合状态，地下生成的高温煤气通过开启的煤气管10进入到降温箱1中，此时，降温出气管2处于闭合状态，当降温支管101内部的气压达到设定值后，通过切换机构9关闭煤气管10，并与此同时，通过切换机构9开启相领的煤气管10；
52.需要说明的是：在正式运行前，可通过单个降温箱1进行测视，将高温煤气通入到单个降温箱1中，记录下温度的变化曲线，确定降温箱1的降温速率，通过确定的降温速率进行设定,并且温度设定在100℃以下，以确保后续的电磁阀可以正常工作。
53.步骤二、高温煤气在降温支管101内部与降温箱1内部的水进行热交换，当高温煤气的温度达到设定值后，通过切换机构9开启相应的降温出气管2，将低温煤气送入到分离箱3中；
54.需要说明的是：在进行热交换过程中，定时的开启进水电磁阀21以及出水电磁阀23，保证降温箱1内部的水位始终将降温出气管2没入，并及时将降温水在沸腾前排出，防止降温箱1内部压力过大。
55.步骤三、低温煤气进入分离箱3后，通过相应的溶剂，将低温煤气中的有机物以及部分粉尘进行过滤，过滤后的低温煤气通过进气管24进入到过滤箱18中；
56.需要说明的是，在正式运行前，根据产生的煤气的类别，可选择相应的溶剂，通过储液罐14或者第二储液罐17将溶剂加入到分离箱3中。
57.步骤四、通过过滤箱18将过滤后的低温煤气进行吸附，将残余的有机物以及粉尘进行二次过滤，二次过滤后的低温煤气通过过滤管19进入到旋风除尘器4中；
58.步骤五、通过旋风除尘器4对二次过滤后的低温煤气进行除尘，并将除尘后的低温煤气通过出气管5进行到除硫塔6中进行除硫；
59.步骤六：除尘后的煤气通过除硫塔6进行除硫，除硫结束后通过储气管7进入到储气罐8中进行保存。
60.本发明中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。
61.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征：
1.一种煤炭地下气化煤气净化系统，包括：旋风除尘器(4)，旋风除尘器(4)的出气口通过出气管(5)连接除硫塔(6)的进气端，除硫塔(6)的出气端通过储气管(7)连接储气罐(8)；其特征在于，旋风除尘器(4)的进气口通过进气管(24)连接分离箱(3)，分离箱(3)的下端通过降温出气管(2)的一端连接多个结构一致的降温箱(1)，降温箱(1)的端面下端设有煤气入口(103)，煤气入口(103)的内侧连接位于降温箱(1)内部的降温进气管(102)，煤气入口(103)的外侧连接煤气管(10)，煤气管(10)与降温出气管(2)的内部安装有可对其开闭的切换机构(9)，降温进气管(102)的顶部连接多根降温支管(101)，降温支管(101)的形状为螺旋形，降温支管(101)的顶部与位于降温箱(1)上端的降温出气管(2)的另一端相连，降温箱(1)的顶部与底部分别开设有降温进水口与降温出水口，降温进水口通过进水电磁阀(21)连接自来水管(12)，降温出水口通过出水电磁阀(23)连接降温出水管(22)一端，降温出水管(22)的另一端连接储水罐(11)；所述分离箱(3)的下端的两侧分别开设有分离进液口与分离出液口，分离进液口连接分离进液管(15)，分离进液管(15)通过进液电磁阀(16)连接储液罐(14)的端面，分离出液口通过出液电磁阀连接分离出液管，分离出液管连接回收罐(13)。2.根据权利要求1所述的一种煤炭地下气化煤气净化系统，其特征在于，所述切换机构(9)包括切换板(901)，切换板(901)的端面设有转动轴(904)，转动轴(904)的一端穿过管壁(905)与小型电机(903)相连，小型电机(903)放置在收集箱(907)中，收集箱(907)的的端面开设有进气孔，收集箱(907)设有进气孔的端面与管壁(905)固定连接，转动轴(904)位于进气孔的内侧。3.根据权利要求2所述的一种煤炭地下气化煤气净化系统，其特征在于，所述切换机构(9)还包括前密封环(906)与后密封环(902)，切换板(901)位于前密封环(906)与后密封环(902)之间，前密封环(906)与后密封环(902)关于管壁(905)的水平中轴线对称设置在管壁(905)的内部上，前密封环(906)与后密封环(902)形状为弧形。4.根据权利要求1所述的一种煤炭地下气化煤气净化系统，其特征在于，所述分离箱(3)与旋风除尘器(4)之间设有过滤箱(18)，过滤箱(18)内部设有吸附材料制成的过滤层，过滤箱(18)的一端连接进气管(24)，另一端通过过滤管(19)连接旋风除尘器(4)。5.根据权利要求4所述的一种煤炭地下气化煤气净化系统，其特征在于，所述分离进液口一侧的分离箱(3)上开设有多个第二进液口，第二进液口通过第二电磁阀连接第二进液管，第二进液管连接第二储液罐(17)。6.根据权利要求1所述的一种煤炭地下气化煤气净化系统，其特征在于，所述降温箱(1)的顶部设有多个降温孔，降温孔的顶部放置有冷却液的冷却箱(20)。7.一种煤炭地下气化煤气净化系统的使用方法，其特征在于，步骤一、通过切换机构(9)开启单根煤气管(10)，其余煤气管(10)处于闭合状态，地下生成的高温煤气通过开启的煤气管(10)进入到降温箱(1)中，此时，降温出气管(2)处于闭合状态，当降温支管(101)内部的气压达到设定值后，通过切换机构(9)关闭煤气管(10)，并与此同时，通过切换机构(9)开启相领的煤气管(10)；步骤二、高温煤气在降温支管(101)内部与降温箱(1)内部的水进行热交换，当高温煤气的温度达到设定值后，通过切换机构(9)开启相应的降温出气管(2)，将低温煤气送入到分离箱(3)中；
步骤三、低温煤气进入分离箱(3)后，通过相应的溶剂，将低温煤气中的有机物以及部分粉尘进行过滤，过滤后的低温煤气通过进气管(24)进入到过滤箱(18)中；步骤四、通过过滤箱(18)将过滤后的低温煤气进行吸附，将残余的有机物以及粉尘进行二次过滤，二次过滤后的低温煤气通过过滤管(19)进入到旋风除尘器(4)中；步骤五、通过旋风除尘器(4)对二次过滤后的低温煤气进行除尘，并将除尘后的低温煤气通过出气管(5)进行到除硫塔(6)中进行除硫；步骤六：除尘后的煤气通过除硫塔(6)进行除硫，除硫结束后通过储气管(7)进入到储气罐(8)中进行保存。8.根据权利要求7所述的一种煤炭地下气化煤气净化系统的使用方法，其特征在于，在正式运行前，可通过单个降温箱(1)进行测视，将高温煤气通入到单个降温箱(1)中，记录下温度的变化曲线，确定降温箱(1)的降温速率，通过确定的降温速率进行设定,并且温度设定在100℃以下，以确保后续的电磁阀可以正常工作。9.根据权利要求7所述的一种煤炭地下气化煤气净化系统的使用方法，其特征在于，在步骤二进行热交换过程中，定时的开启进水电磁阀(21)以及出水电磁阀(23)，保证降温箱(1)内部的水位始终将降温出气管(2)没入，并及时将降温水在沸腾前排出，防止降温箱(1)内部压力过大。
技术总结
本发明涉及煤炭气化技术领域，公开了一种煤炭地下气化煤气净化系统及其使用方法，包括：多个降温箱，位于降温箱内部的降温进气管，降温进气管的顶部连接多根降温支管，降温支管的形状为螺旋形，降温支管的顶部与位于降温箱上端的降温出气管的另一端相连，降温箱的顶部与底部分别开设有降温进水口与降温出水口；通过设置降温箱以及螺旋形的降温管，可对高温煤气进行降温的同时，防止高温煤气与降温介质直接接触，进而保证高温煤气在降温时不会产生新的物质，并通过旋风除尘器进行除尘，可有效防止在除尘过程中，产生高温，进而导致将煤气引燃，造成危险发生，并且通过设置的降温箱，可产生干净的热水，供厂区使用，实现了热能的再利用。用。用。
