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龙图腾网获悉辽宁石油化工大学申请的专利一种对煤层气低浓度甲烷进行初步富集与分离的装置单元结构获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116531911B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-22发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310814750.1，技术领域涉及：B01D53/22；该发明授权一种对煤层气低浓度甲烷进行初步富集与分离的装置单元结构是由李剑虹;李存磊;张明昕;李柯;张重阳;张颜;李雨晴;杨留栓;李雪晴;陈雪;田洛设计研发完成，并于2023-07-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种对煤层气低浓度甲烷进行初步富集与分离的装置单元结构在说明书摘要公布了：一种对煤层气低浓度甲烷进行初步富集与分离的装置单元结构，由进气管段、出气管段以及由复合体、旋转罩层、外排罩层组合的三层富集分离段构成。其中，内壁设有肋骨的旋转罩层，折片展开和收合使复合体在笼形体和水瓶体形态下进行切换的移动隔断，以及覆有选择性透过膜的底周孔外的羽扇结构，有利于混合组分气体在装置单元内部产生三维气体涡旋，且处于气旋中轴区域周围的非甲烷组分气体经羽扇结构被抽吸至装置单元结构的外部，而处于中轴区域被富集的甲烷气体被隔断构件圈闭后进入出气管段，进而实现对煤层气低浓度甲烷的初步富集与分离。该装置单元结构组件简单，无需进行化学处理，易于装配和实际应用，极具技术推广前景。

本发明授权一种对煤层气低浓度甲烷进行初步富集与分离的装置单元结构在权利要求书中公布了：1.一种对煤层气低浓度甲烷进行初步富集与分离的装置单元结构，由进气管段、出气管段以及由复合体、旋转罩层、外排罩层组合的三层富集分离段构成的一种对煤层气中低浓度的甲烷气体进行初步富集并与非甲烷组分气体进行初步分离的装置单元，其特征是：从进口端至出口端依次为进气管段、三层富集分离段和出气管段；进气管段由进气管节和下扣环组成，三层富集分离段的复合体由上扣环、阀门A、倒钵体以及移动隔断组成，进气管段下扣环与三层富集分离段复合体的上扣环进行螺纹组配；三层富集分离段的旋转罩层由渐扩面、沿口、肋骨、上内圈轨、下内圈轨和羽扇窗组成，三层富集分离段的外排罩层由罩体、上外圈轨、下外圈轨和阀门B组成，出气管段由环台B和芯管组成；三层富集分离段的单元结构由内向外依次是由上扣环、阀门A、倒钵体以及移动隔断组成的复合体、渐扩式底周收口的旋转罩层、外排罩层，三层结构将装置单元由内向外依次分为移动隔断圈闭内部区域、移动隔断圈闭与旋转罩层之间区域以及旋转罩层与外排罩层之间的区域，分别用以实现对低浓度甲烷气体的富集、对非甲烷组分的富集与释放以及对非甲烷组分的外排；装置单元结构各构件中，下扣环的下扣环锁面与下扣环锁圈一体化成型连接，下扣环锁面的圆环内口与进气管节端口一体化成型连接；上扣环的上扣环锁面与上扣环锁圈一体化成型连接；倒钵体的颈部与锥台部的小口端一体化成型连接；倒钵体锥台部的大口端与构成移动隔断框架的上轨圈轨道牙口背侧一体化成型连接；移动隔断框架的上轨圈和下轨圈轨道牙口相对且轨道平行，两个轨道垂直距离之间通过立杆一体化成型连接；移动隔断折片，一端的折骨与移动隔断的立杆侧壁一体化成型连接，另一端的折骨与磁封条一体化成型连接；移动隔断立杆底部的侧部与增件管侧壁一体化成型连接；移动隔断框架的下轨圈轨道牙口背侧与外排罩层的底面一体化成型连接；移动隔断折片内嵌折骨的两个端头分别与上轨芯和下轨芯一体化成型连接；旋转罩层沿口的上沿面大口端与沿口的下沿面大口端一体化成型连接；旋转罩层渐扩面的大口端和沿口上沿面的小口端一体化成型连接；旋转罩层渐扩面的小口端和沿口下沿面的小口端分别与上内圈轨和下内圈轨一体化成型连接；旋转罩层渐扩面的内侧壁与螺旋肋骨一体化成型连接；外排罩层罩体顶面的圆环外口与侧面小端口一体化成型连接；外排罩层罩体侧面的大端口与底面圆环外口一体化成型连接；复合体的倒钵体和移动隔断之间的连接线处，外排罩层顶面的圆环内口与复合体外侧壁一体化成型连接；外排罩层的底面与外排罩层出气管连接段环台A的端面一体化成型连接；外排罩层出气管连接段环台A的圆环外口与内螺纹圈口端口一体化成型连接；复合体的倒钵体和移动隔断之间的连接线与外排罩层的罩体顶面交线处的罩体内侧，外排罩层的上外圈轨轨道牙口背侧与罩体顶面一体化成型连接；外排罩层的下外圈轨轨道牙口背侧与罩体底面一体化成型连接；旋转罩层的羽扇窗窗骨与连轴一体化成型连接；出气管段芯管的外侧壁与出气管段环台B的圆环体内侧壁一体化成型连接；含低浓度甲烷的煤层气从进气管段的进气管节进入装置后，依次经过三层富集分离段的复合体上扣环、阀门A、倒钵体和移动隔断，在三层富集分离段的旋转罩层被外接控制组件按照进气组成和富集分离要求进行控速旋转操作，并借助旋转罩层渐扩面内壁肋骨使得气体在旋转罩层的罩体内部产生三维气体涡旋，并且基于煤层气各组分之间的密度差，甲烷在气体涡旋下处于旋转的中轴区域，而煤层气中非甲烷组分将处于中轴区域的外围，折片完全展开时，移动隔断呈现为水瓶体，其圈闭区域内部即甲烷富集区，圈闭区域外部与渐扩式收口旋转罩层之间的区域即非甲烷组分富集与释放区；三层富集分离段的外排罩层存在两条流动支路，一条支路组件依次是外排罩层的罩体底面、侧壁带有覆膜外排孔口的罩体、罩体顶面，即旋转罩层的罩体内部产生三维气体涡旋，处于中轴区域外围的非甲烷组分富集与释放区的气体将下沉，并经由渐扩收口旋转罩层沿口底周孔处的选择性透过性膜，在羽扇结构展开状态下被释放至抽吸外排区域，并通过位于外排罩层与渐扩式底周收口旋转罩层之间的抽吸外排区域的侧壁上部的出口被抽吸至装置单元结构的外部；另一条支路组件依次是由环台A和内螺纹圈口构成的出气管连接段、阀门B，出气管段的组件依次是芯管和带有外螺纹的环台B，旋转罩层的罩体内部产生三维气体涡旋下，处于旋转中轴区域甲烷气体被富集并通过折片完全展开的移动隔断所形成的圈闭区域内部，进入该装置单元结构的出气管段，进而实现对煤层气低浓度甲烷的初步富集与分离。

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