一种废弃燃气回收利用设备

技术领域

本发明属于废弃燃气回收利用技术领域，尤其是涉及一种废弃燃气回收利用设备。

背景技术

对于海上石油钻井平台来说,在进行能源资源的生产、采捞油以及其他处理时，会伴随排放出大量的放空天然气,放空天然气主要成分为甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等，在过去，人们往往直接将这部分放空天然气直接排放到大气中,由于甲烷是主要的温室气体，对大气的温室效应比二氧化碳高很多倍，因此现如今人们选择将这些放空天然气点火烧掉，变成水和二氧化碳排放到大气中，以减小对大气的污染，这些方式将放空天然气作为废弃燃气处理，导致了大量的资源损耗和浪费。为了有效降低放空天然气造成的资源浪费以及环境破坏,有必要将放空天然气回收利用起来。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提供一种将石油钻井平台产生的放空天然气用于发电及制取淡水的废弃燃气回收利用设备。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种废弃燃气回收利用设备，包括燃气发电机、用于传输燃气发电机尾气的尾气管道、设于尾气管道上的减压阀、与尾气管道相连的滤气箱、通过管道与滤气箱相连的蒸馏罐、与蒸馏罐相连的风机、冷凝箱；所述蒸馏罐包括罐体、设于罐体底部的排水口、位于罐体内部的换热管、位于罐体内部的浮板、设于罐体顶部的排气口、设于排气口一侧的进水腔、穿插在进水腔内的隔板、位于进水腔下方的第一开关组件、位于进水腔上方的第二开关组件；所述隔板包括挡块、设于挡块上下两端的柱体、设于柱体顶部的半球头、穿插在柱体上的第一弹簧、设于柱体底部的异形头；所述进水腔上设有进水口以及出水口；所述出水口与蒸馏罐底部相通；燃气发电机以及减压阀为市面上购得，二者的结构及原理为现有技术，这里不再赘述；滤气箱内安装有市面上常见的活性炭吸附板；第一弹簧上端固定在半球头底部，下端抵在进水腔外壁上；工作时，将放空天然气引入燃气发动机内并使燃气发动机工作发电，产生的尾气从尾气管道流出，经减压阀进入滤气箱，经活性炭吸附板过滤后，尾气中的硫，氮等杂质滤除在滤气箱内，以减小尾气对大气的污染；过滤后的尾气由管道引入换热管内，换热管水平呈蛇形分布，以提高换热效果；换热管在蒸馏罐的上部和下部均有分布，下部的换热管用于蒸馏海水，上部的换热管使蒸馏的水蒸气再次加热，提高其温度，避免水蒸气从排气口逸出后直接液化而无法到达冷凝箱内,以充分利用尾气的热量；水蒸气到达冷凝箱内部后冷却为液态水，实现对淡水的收集；海水通过外部水泵工作抽吸至进水腔内，并经出水口流向蒸馏罐底部；浮板下部为轻质材料制成的板块，可漂浮在水面上，上部为圆柱形杆件，随着蒸馏罐内水位上移，浮板上移并依次接触第二开关组件和第一开关组件，第一开关组件推动隔板下移，使挡块移动至将出水口封住，挡块为金属制成，其表面包覆有乳胶层，对水质无影响且具有很好的密封性，以将出水口牢牢堵住，使蒸馏罐内不再注水，避免因为水持续注入而使罐体内温度提升缓慢，以此提高蒸馏效率；随着蒸馏反应的进行，罐体内水位逐渐下降，浮板下移至与第一开关组件脱离，隔板通过与第二开关组件的配合，保持对出水口的密封；浮板下移至一定高度时，第二开关组件与浮板脱离接触，进而使第二开关组件与隔板脱离接触，挡块在第一弹簧的作用下复位，出水口开启，水流入罐体内，补充罐体内海水消耗；通过燃气发动机，蒸馏罐以及冷凝箱的工作，将海上石油钻井平台产生的放空天然气用于发电和蒸馏海水，以供海上石油钻井平台生产生活所用，避免放空天然气直接排放或燃烧而造成的浪费；通过设置隔板，海水不会一直补充到罐体内，从而使罐体内温度能快速上升，提高蒸馏的效率；当罐体需要清洗或排出多余海水时，可将底部排水口打开，将内部的水排出。

所述第一开关组件包括第一滑杆、设于第一滑杆一端的第一弧形头、设于第一滑杆另一端的第二弧形头、穿插在第一滑杆上的第二弹簧；第一滑杆水平放置在出水腔上方的一个空腔内，第一弧形头穿插在蒸馏罐内；浮板上移至与第一弧形头接触，推动第一滑杆横移，第二弧形头抵住半球头，带动挡板下移，以将出水口封住；当水位下降至浮板与第一弧形头脱离后在第二弹簧的作用下第一开关组件复位，以保证挡板能上移复位并使出水口开启。

所述第二开关组件包括第二滑杆、套设在第二滑杆上的第四弹簧、穿插在第二滑杆内的锁定杆、穿插在锁定杆上的第三弹簧、位于第二滑杆一端的端盖；第二滑杆水平放置在出水腔下方的一个空腔内，其一端呈半球状，另一端内部开圆孔，呈半球状的一端穿插在罐体内；第三弹簧以及锁定杆穿插在第二滑杆内部圆孔内，端盖通过螺纹连接固定在锁定杆端部，用于避免锁定杆从第二滑杆内弹出；锁定杆横截面为方形，一端上表面具有弧面，下表面为平面端盖中间也开方形孔，以避免锁定杆旋转，使锁定杆端部的弧面始终朝上；浮板上移至与锁定杆半球状的端部接触，推动第二滑杆横移；浮板继续上移直至带动挡板下移时，锁定杆端部的弧面与异形头接触使锁定杆平移直至异形头移动至锁定杆下方，此时锁定杆在第三弹簧的作用下反向移动，锁定杆下表面位于异形头上表面正上方；当罐体内水位下降，浮板下移使第一开关组件与隔板脱离接触时，锁定杆下表面抵住异形头上表面，防止挡块上移，使挡块保持对出水口的密封；当浮板下移至与第二滑杆脱离接触后，第二开关组件在第四弹簧的作用下复位，锁定杆与异形头脱离接触，挡块得以上移使出水口开启，使海水能流入蒸馏罐内；通过第二开关组件与隔板的配合，实现海水间歇性的补充，相比海水连续补充的方式，蒸馏罐内的温度更高，能更有效地将海水蒸馏制得水蒸气，同时蒸馏罐内始终有海水在发生蒸馏反应，从而提高了尾气的利用率。

所述冷凝箱包括箱体、设于箱体上的多个导热管、设于箱体顶部的密封槽、位于箱体上端的箱盖、固定在箱盖上的多个拉环、设于箱盖上的进气管、设于箱盖上的出气口；蒸馏罐内制得的高温水蒸气从排气口流出，并由风机导入市面上购得的气管内，最终自进气管通入箱体内，箱体置于外部水域内，进气管通至箱体下部，水蒸气自下而上在箱体内漂浮的过程中接触导热管壁并冷却为液态水，实现淡水的制取，以供海上石油钻井上工作人员的日常使用；高温水蒸气进入箱体内时，箱体内部原有的气体从出气口排出，保证箱体内外的空气流通，避免箱体内部高压而使水蒸气难以进入箱体内出气口内还设有无纺布层，避免外部水域的水混入箱体内，污染制得的淡水；导热管固定在箱体内部，外部冷却水穿过导热管的外部，使箱体内水蒸气的换热面积增大，加快冷凝速率，避免高温水蒸气自出气口逸出造成浪费；箱体顶部的密封槽内具有密封填料，箱盖底部嵌入密封槽，并通过螺纹连接将箱体封住，避免外部物质污染制得的淡水，当冷凝箱需要清洗时，可将绳索套入拉环将冷凝箱自外部水域内提出。

综上所述，本发明具有以下优点：通过燃气发动机，蒸馏罐以及冷凝箱的工作，将海上石油钻井平台工作及维护时产生的放空天然气用于发电和蒸馏海水制取淡水，以供海上石油钻井平台生产生活所用，避免放空天然气直接排放或燃烧而造成的浪费；设置了隔板，通过隔板与其他零部件的配合，海水不会始终补充蒸馏罐内海水的消耗，从而使罐内温度能快速上升，提高了蒸馏的效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中过滤罐的左视图。

图3为图2沿线C-C的剖视图。

图4为图3中隔板的结构示意图。

图5为图3中第二开关组件的左视图。

图6为图5沿线D－D的等轴测剖视图。

图7为图3中第一开关件的结构示意图。

图8为图1中冷凝罐的左视图。

图9为图8沿线E-E的等轴测剖面图。

图10为图9中B部分的局部放大图。

图11为图1中A部分的局部放大图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1-11所示，一种废弃燃气回收利用设备，包括燃气发电机1、用于传输燃气发电机尾气的尾气管道2、设于尾气管道上的减压阀3、与尾气管道相连的滤气箱4、通过管道与滤气箱相连的蒸馏罐5、与蒸馏罐相连的风机6、冷凝箱7；所述蒸馏罐5包括罐体51、设于罐体底部的排水口52、位于罐体内部的换热管53、位于罐体内部的浮板54、设于罐体顶部的排气口55、设于排气口一侧的进水腔56、穿插在进水腔内的隔板57、位于进水腔下方的第一开关组件58、位于进水腔上方的第二开关组件59；所述隔板57包括挡块571、设于挡块上下两端的柱体572、设于柱体顶部的半球头573、穿插在柱体上的第一弹簧574、设于柱体底部的异形头575；所述进水腔56上设有进水口561以及出水口562；所述出水口563与蒸馏罐5底部相通；罐体51为不锈钢制成，不无污染水质；挡块571贴附在进水腔56内壁上，第一弹簧574上端焊接在半球头573底部，下端抵在进水腔56外壁上；两根柱体572分别穿过进水腔上下壁面，与进水腔壁面间作密封处理，具体为进水腔壁面上穿有柱体的开孔内套有密封圈；异形头下表面呈弧面，上表面为平面；工作时，将放空天然气引入燃气发动机1内并使燃气发动机工作发电，产生的尾气从尾气管道2流出，经减压阀3降压减速后进入滤气箱4，经滤气箱内的活性炭吸附板过滤后，由管道引入换热管53内，该管道为市面上购得的无缝钢管；换热管水平放置且呈蛇形分布，在罐体51内的上部和下部均设有两层换热管，以充分利用尾气的热量；用市面上购得的水泵将海水自进水口561抽吸至进水腔56内，并经出水口562流向罐体51内部；浮板54下部为轻质材料制成的板块，其密度小于海水，可漂浮在水面上，板块呈锥形，灌入海水时激起的水不至于淹没板块，因而浮板54始终漂浮在水面上，浮板上部为圆柱形杆件，罐体51内水位上移时，浮板上移并依次接触第二开关组件59和第一开关组件58，第一开关组件推动隔板57下移，使挡块571移动至将出水口562封住，挡块为不锈钢制成，其表面包覆有乳胶层，对水质无影响且具有很好的密封性，以将出水口牢牢堵住；随着蒸馏反应的进行，罐体51内水位逐渐下降，第一开关组件58与浮板54脱离接触；浮板下移至一定高度时，第二开关组件59与浮板脱离接触，进而使第二开关组件与隔板脱离接触，挡块571在第一弹簧574的作用下复位，出水口562开启，水流入罐体51内，罐体内海水消耗；罐体内上部和下部具有台阶，浮板54只能在两个台阶中间移动，从而使浮板不直接接触换热管53，避免高温使浮板损坏或变质。

所述第一开关组件58包括第一滑杆581、设于第一滑杆一端的第一弧形头5811、设于第一滑杆另一端的第二弧形头5812、穿插在第一滑杆上的第二弹簧582；第一滑杆581水平放置在出水腔56上方的一个空腔内，第一弧形头穿插在罐体51内部；第二弹簧582一端焊接在第一滑杆上，另一端抵在出水腔上方空腔的壁面上；浮板54上移至与第一弧形头5811接触，推动第一滑杆横移，第二弧形头5812抵住半球头573，带动挡板571下移，以将出水口562封住；当水位下降至浮板与第一弧形头脱离后，在第二弹簧582的作用下第一开关组件58复位。

所述第二开关组件59包括第二滑杆591、套设在第二滑杆上的第四弹簧595、穿插在第二滑杆内的锁定杆592、穿插在锁定杆上的第三弹簧593、位于第二滑杆一端的端盖594；第二滑杆591水平放置在出水腔56下方的一个空腔内，其一端呈半球状，另一端内部开圆孔，呈半球状的一端穿插在罐体51内；第三弹簧593以及锁定杆592穿插在第二滑杆内部圆孔内，端盖594通过螺纹连接固定在锁定杆端部；锁定杆横截面为方形，其一端上表面具有弧面，下表面为平面；端盖中间也开方形孔；浮板54上移至与锁定杆592呈半球状的端部接触，推动第二滑杆591横移；浮板继续上移直至带动挡板571下移时，锁定杆端部的弧面与异形头575下表面接触，使锁定杆平移直至异形头上表面位锁定杆下表面下方，此时锁定杆在第三弹簧593的作用下反向移动；当罐体51内水位下降，浮板54下移使第一开关组件58与隔板脱离接触时，锁定杆592的下表面抵住异形头575的上表面，防止挡块571上移；当浮板下移至与第二滑杆591脱离接触后，第二开关组件59在第四弹簧595的作用下复位，锁定杆与异形头脱离接触，挡块上移使出水口562开启，使海水能流入罐体51内。

所述冷凝箱7包括箱体71、设于箱体上的多个导热管711、设于箱体顶部的密封槽712、位于箱体上端的箱盖72、固定在箱盖上的多个拉环73、设于箱盖上的进气管731、设于箱盖上的出气口732；蒸馏罐5内制得的高温水蒸气从排气口55流出，并由风机6导入市面上购得的气管内，最终自进气管731通入箱体71内，箱体置于外部水域中，进气管通至箱体下部，水蒸气自下而上在箱体内漂浮的过程中接触导热管711并冷却为液态水，实现淡水的制取；高温水蒸气进入箱体内时，箱体内部原有的气体从出气口732排出，保证箱体内外的空气流通，避免箱体内部高压而使水蒸气难以进入箱体；出气口内还设有无纺布层，避免外部水域的水混入箱体内；导热管711焊接在箱体内部，外部冷却水穿过导热管，与箱体71内的水蒸气换热；箱体顶部的密封槽712内具有密封填料，箱盖72底部嵌入密封槽，并通过螺纹连接将箱体封住；当冷凝箱需要清洗时，可将绳索套在拉环73上，将冷凝箱自外部水域内提出。

优选的，在连通滤气箱4和换热管53之间的管道上设置有阀门8，由于放空天然气经燃气发电机1发电后产生的尾气中含有水蒸气，在燃气发电机停机后，换热管内部的水蒸气与罐体51内的海水换热回冷凝成水滴，积聚在换热管内，使换热管堵塞，存在安全隐患；因而设置阀门8，在燃气发电机停机后打开阀门，排出换热管内的水，避免发生意外。

本发明的工作流程为：放空天然气通入燃气发电机1以供燃气发电机发电，产生的尾气经过减压阀3减压后流入滤气箱4内，过滤掉其中的硫、氮等杂质，之后流入换热管53内，与罐体51内部的海水换热制取水蒸气，换热后的尾气排出换热管外，可通过管路以供其他用途；罐体内产生的水蒸气通入冷凝箱7并冷凝成液态水，实现对淡水的制取。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。