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技术领域

[0001] 本发明涉及一种瑞士卷式气水分离器及方法，尤其适用于煤矿瓦斯、天然气等气体运输过程中的气水分离。

背景技术

[0002] 煤矿瓦斯气体既是一种温室效应很强的气体，也是一种清洁能源。随着煤矿瓦斯抽采工作的深入，瓦斯抽采量逐年上升，2012年矿井抽采瓦斯量为141亿立方米，利用量58亿立方米，同比分别增长***%和***%。可见，瓦斯利用工作越来越被重视，也对环保事业和新能源开发带来了新的尝试。在瓦斯利用过程中，一个急需解决的问题是瓦斯输送问题，尤其是低浓度瓦斯输送。低浓度瓦斯由于浓度可能处于爆炸极限5%～16%之内，具有很大的安全隐患。现在煤矿上采取的确保安全运输低浓度瓦斯气体的主要方式是在运输管道中喷入大量细水雾。这样使得瓦斯气体中含有大量的水雾，而含大量水雾的气体不能直接通入瓦斯燃烧氧化设备中。为此，进入瓦斯利用设备前的气水分离工作显得格外重要。同时，这样的情况也是天然气安全输送过程中面临的主要问题。

[0003] 气水分离器采用的分离方法主要有重力式和离心式两种。其中，重力式气水分离法最为常见，其原理是利用气体上升流速与液体沉降速度的差异，使得液体在未到达排气口时，发生重力沉降而从气体中分离出来；离心式气水分离法是利用电泵机组的高转速与液体之间悬殊的密度差进行气液离心分离的。

[0004] 申请号为***的发明专利，在分离器中设置了不锈钢丝网和斜板来阻挡，一定程度上有助于除尘和水汽凝聚，但是该装置主要依靠重力沉降作用，分离效果不明显，并且干燥路程较短，对于湿度较大的气体，干燥效率不高，不锈钢丝网长期使用容易堵塞。申请号为***的发明专利，在提高分离气水的路程上有了一定提高，但其主要分离原理仅仅是利用重力式，依靠过滤片的阻挡作用凝聚水汽，其分离效率还需提高，同时，该装置结构复杂，安装不便，不利于实际推广应用。

[0005] 现有的气水分离器及方法还普遍存在成本较高，操作复杂，体积较大的问题，特别是不能充分结合重力和离心这两种气体分离原理，一般也不具有一定的隔爆抑爆作用，不能用来分离瓦斯、天然气等具有一定爆炸性的气体。

发明内容

[0006] 技术问题：本发明的目的是克服已有气水分离器结构复杂、分离方法效果不佳的问题，提供一种系统结构简单、气水分离效果好、具有隔爆抑爆作用的瑞士卷式气水分离器及方法。

[0007] 技术方案：本发明的瑞士卷式气水分离器，包括螺旋形卷筒和与螺旋形卷筒开口端相连的方形箱体构成的瑞士卷式通道分离器，瑞士卷式通道分离器的顶部设有排气管，方形箱体的下部间隔设有进气管和排水管，进气管和排水管之间设有固定在方形箱体内的滤水板，滤水板上间隔设有多个倾斜设置的导水板，所述的螺旋形卷筒内设有引导气体向上流动的坡形隔板，坡形隔板下方为与排水管相通的积水仓；所述的排水管内设有出口单向阀；所述的进气管的内设有隔爆抑爆的多孔隔板。

[0008] 所述的螺旋形卷筒的螺旋圈数为3-5圈；所述的多孔隔板为2-4个。

[0009] 使用上述瑞士卷式气水分离器的气水分离方法：将含水气体的出口管路连接到进气管上，含水气体从进气管进入，穿过具有隔爆抑爆作用的多孔隔板流入瑞士卷式通道分离器中的方形箱体，含水气体从方形箱体进入螺旋形卷筒，在螺旋形卷筒内沿坡形隔板呈半径逐渐变小的环形流动，边流动边改变含水气体的离心力，在坡形隔板导流作用下，含水气体与螺旋形卷筒内壁进行碰撞，并在重力和离心力双重作用下气水分离，分离后的气体从螺旋形卷筒上部的排气管排出，分离出的水沿着坡形隔板向下流，流到坡形隔板底部时，进入方形箱体，穿过方形箱体内设置的滤水板流进积水仓，当积水仓储水压力达到设定值时，单向阀自动开启，分离水经排水管排出。

[0010] 有益效果：

[0011] 1.分离器采用瑞士卷式结构和坡形隔板的结合，可以同时利用重力和离心力作用来进行气水分离，这样可以显著提高气水分离效果；

[0012] 2.在进气管中安装了多孔隔板，可以隔爆抑爆，多孔隔板的数量可根据不同输送浓度下对气体安全性的要求进行改变，提高了瑞士卷式通道分离器的适应性和安全性；

[0013] 3.排水管处设置了单向阀，能自动控制排水，而且单向阀的单向流通原理还可以满足负压输送气体时的正常排水。