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龍圖騰網(wǎng)獲悉遼寧石油化工大學(xué)申請的專利一種對煤層氣低濃度甲烷進行初步富集與分離的裝置單元結(jié)構(gòu)獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN116531911B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-22發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202310814750.1，技術(shù)領(lǐng)域涉及：B01D53/22；該發(fā)明授權(quán)一種對煤層氣低濃度甲烷進行初步富集與分離的裝置單元結(jié)構(gòu)是由李劍虹;李存磊;張明昕;李柯;張重陽;張顏;李雨晴;楊留栓;李雪晴;陳雪;田洛設(shè)計研發(fā)完成，并于2023-07-05向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種對煤層氣低濃度甲烷進行初步富集與分離的裝置單元結(jié)構(gòu)在說明書摘要公布了：一種對煤層氣低濃度甲烷進行初步富集與分離的裝置單元結(jié)構(gòu)，由進氣管段、出氣管段以及由復(fù)合體、旋轉(zhuǎn)罩層、外排罩層組合的三層富集分離段構(gòu)成。其中，內(nèi)壁設(shè)有肋骨的旋轉(zhuǎn)罩層，折片展開和收合使復(fù)合體在籠形體和水瓶體形態(tài)下進行切換的移動隔斷，以及覆有選擇性透過膜的底周孔外的羽扇結(jié)構(gòu)，有利于混合組分氣體在裝置單元內(nèi)部產(chǎn)生三維氣體渦旋，且處于氣旋中軸區(qū)域周圍的非甲烷組分氣體經(jīng)羽扇結(jié)構(gòu)被抽吸至裝置單元結(jié)構(gòu)的外部，而處于中軸區(qū)域被富集的甲烷氣體被隔斷構(gòu)件圈閉后進入出氣管段，進而實現(xiàn)對煤層氣低濃度甲烷的初步富集與分離。該裝置單元結(jié)構(gòu)組件簡單，無需進行化學(xué)處理，易于裝配和實際應(yīng)用，極具技術(shù)推廣前景。

本發(fā)明授權(quán)一種對煤層氣低濃度甲烷進行初步富集與分離的裝置單元結(jié)構(gòu)在權(quán)利要求書中公布了：1.一種對煤層氣低濃度甲烷進行初步富集與分離的裝置單元結(jié)構(gòu)，由進氣管段、出氣管段以及由復(fù)合體、旋轉(zhuǎn)罩層、外排罩層組合的三層富集分離段構(gòu)成的一種對煤層氣中低濃度的甲烷氣體進行初步富集并與非甲烷組分氣體進行初步分離的裝置單元，其特征是：從進口端至出口端依次為進氣管段、三層富集分離段和出氣管段；進氣管段由進氣管節(jié)和下扣環(huán)組成，三層富集分離段的復(fù)合體由上扣環(huán)、閥門A、倒缽體以及移動隔斷組成，進氣管段下扣環(huán)與三層富集分離段復(fù)合體的上扣環(huán)進行螺紋組配；三層富集分離段的旋轉(zhuǎn)罩層由漸擴面、沿口、肋骨、上內(nèi)圈軌、下內(nèi)圈軌和羽扇窗組成，三層富集分離段的外排罩層由罩體、上外圈軌、下外圈軌和閥門B組成，出氣管段由環(huán)臺B和芯管組成；三層富集分離段的單元結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外依次是由上扣環(huán)、閥門A、倒缽體以及移動隔斷組成的復(fù)合體、漸擴式底周收口的旋轉(zhuǎn)罩層、外排罩層，三層結(jié)構(gòu)將裝置單元由內(nèi)向外依次分為移動隔斷圈閉內(nèi)部區(qū)域、移動隔斷圈閉與旋轉(zhuǎn)罩層之間區(qū)域以及旋轉(zhuǎn)罩層與外排罩層之間的區(qū)域，分別用以實現(xiàn)對低濃度甲烷氣體的富集、對非甲烷組分的富集與釋放以及對非甲烷組分的外排；裝置單元結(jié)構(gòu)各構(gòu)件中，下扣環(huán)的下扣環(huán)鎖面與下扣環(huán)鎖圈一體化成型連接，下扣環(huán)鎖面的圓環(huán)內(nèi)口與進氣管節(jié)端口一體化成型連接；上扣環(huán)的上扣環(huán)鎖面與上扣環(huán)鎖圈一體化成型連接；倒缽體的頸部與錐臺部的小口端一體化成型連接；倒缽體錐臺部的大口端與構(gòu)成移動隔斷框架的上軌圈軌道牙口背側(cè)一體化成型連接；移動隔斷框架的上軌圈和下軌圈軌道牙口相對且軌道平行，兩個軌道垂直距離之間通過立桿一體化成型連接；移動隔斷折片，一端的折骨與移動隔斷的立桿側(cè)壁一體化成型連接，另一端的折骨與磁封條一體化成型連接；移動隔斷立桿底部的側(cè)部與增件管側(cè)壁一體化成型連接；移動隔斷框架的下軌圈軌道牙口背側(cè)與外排罩層的底面一體化成型連接；移動隔斷折片內(nèi)嵌折骨的兩個端頭分別與上軌芯和下軌芯一體化成型連接；旋轉(zhuǎn)罩層沿口的上沿面大口端與沿口的下沿面大口端一體化成型連接；旋轉(zhuǎn)罩層漸擴面的大口端和沿口上沿面的小口端一體化成型連接；旋轉(zhuǎn)罩層漸擴面的小口端和沿口下沿面的小口端分別與上內(nèi)圈軌和下內(nèi)圈軌一體化成型連接；旋轉(zhuǎn)罩層漸擴面的內(nèi)側(cè)壁與螺旋肋骨一體化成型連接；外排罩層罩體頂面的圓環(huán)外口與側(cè)面小端口一體化成型連接；外排罩層罩體側(cè)面的大端口與底面圓環(huán)外口一體化成型連接；復(fù)合體的倒缽體和移動隔斷之間的連接線處，外排罩層頂面的圓環(huán)內(nèi)口與復(fù)合體外側(cè)壁一體化成型連接；外排罩層的底面與外排罩層出氣管連接段環(huán)臺A的端面一體化成型連接；外排罩層出氣管連接段環(huán)臺A的圓環(huán)外口與內(nèi)螺紋圈口端口一體化成型連接；復(fù)合體的倒缽體和移動隔斷之間的連接線與外排罩層的罩體頂面交線處的罩體內(nèi)側(cè)，外排罩層的上外圈軌軌道牙口背側(cè)與罩體頂面一體化成型連接；外排罩層的下外圈軌軌道牙口背側(cè)與罩體底面一體化成型連接；旋轉(zhuǎn)罩層的羽扇窗窗骨與連軸一體化成型連接；出氣管段芯管的外側(cè)壁與出氣管段環(huán)臺B的圓環(huán)體內(nèi)側(cè)壁一體化成型連接；含低濃度甲烷的煤層氣從進氣管段的進氣管節(jié)進入裝置后，依次經(jīng)過三層富集分離段的復(fù)合體上扣環(huán)、閥門A、倒缽體和移動隔斷，在三層富集分離段的旋轉(zhuǎn)罩層被外接控制組件按照進氣組成和富集分離要求進行控速旋轉(zhuǎn)操作，并借助旋轉(zhuǎn)罩層漸擴面內(nèi)壁肋骨使得氣體在旋轉(zhuǎn)罩層的罩體內(nèi)部產(chǎn)生三維氣體渦旋，并且基于煤層氣各組分之間的密度差，甲烷在氣體渦旋下處于旋轉(zhuǎn)的中軸區(qū)域，而煤層氣中非甲烷組分將處于中軸區(qū)域的外圍，折片完全展開時，移動隔斷呈現(xiàn)為水瓶體，其圈閉區(qū)域內(nèi)部即甲烷富集區(qū)，圈閉區(qū)域外部與漸擴式收口旋轉(zhuǎn)罩層之間的區(qū)域即非甲烷組分富集與釋放區(qū)；三層富集分離段的外排罩層存在兩條流動支路，一條支路組件依次是外排罩層的罩體底面、側(cè)壁帶有覆膜外排孔口的罩體、罩體頂面，即旋轉(zhuǎn)罩層的罩體內(nèi)部產(chǎn)生三維氣體渦旋，處于中軸區(qū)域外圍的非甲烷組分富集與釋放區(qū)的氣體將下沉，并經(jīng)由漸擴收口旋轉(zhuǎn)罩層沿口底周孔處的選擇性透過性膜，在羽扇結(jié)構(gòu)展開狀態(tài)下被釋放至抽吸外排區(qū)域，并通過位于外排罩層與漸擴式底周收口旋轉(zhuǎn)罩層之間的抽吸外排區(qū)域的側(cè)壁上部的出口被抽吸至裝置單元結(jié)構(gòu)的外部；另一條支路組件依次是由環(huán)臺A和內(nèi)螺紋圈口構(gòu)成的出氣管連接段、閥門B，出氣管段的組件依次是芯管和帶有外螺紋的環(huán)臺B，旋轉(zhuǎn)罩層的罩體內(nèi)部產(chǎn)生三維氣體渦旋下，處于旋轉(zhuǎn)中軸區(qū)域甲烷氣體被富集并通過折片完全展開的移動隔斷所形成的圈閉區(qū)域內(nèi)部，進入該裝置單元結(jié)構(gòu)的出氣管段，進而實現(xiàn)對煤層氣低濃度甲烷的初步富集與分離。

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