一种煤层气脱氧和浓缩分离甲烷的方法
本发明公开了一种煤层气脱氧和浓缩分离甲烷的方法。该方法能够对CH4含量在20％～50％的煤层气进行脱氧，且对原料气中的氧含量要求较低，氧含量在10.6-15％时即可对原料气进行脱氧，循环脱氧次数较现有方法能够显著减少，因而能够降低能源消耗及生产成本，缩短脱氧时间，进而提高生产效率。该方法应用范围广，投资消耗低，除氧彻底迅速，在煤层气除氧领域具有很好的应用前景。且该方法可使煤层气中甲烷的浓度由原料气中的20-50％提高到80-90％。该方法只选用一种碳分子筛，即可达到浓缩CH4、脱碳和脱氮的目的，浓缩分离效率显著提高，在煤层气的工业化推广方面具有重要的意义和应用价值。
发明专利
CN201010256294.6
2010-08-18
CN101921642A
2010-12-22
C10L3/10(2006.01)I
煤炭科学研究总院
董卫果;李雪飞;王鹏;徐春霞;杨宗仁;文芳;张科达;李小亮;国晖;刘春兰;段超;吴涛
100013 北京市朝阳区和平里青年沟5号
北京纪凯知识产权代理有限公司 11245
关畅
北京;11
一种对甲烷的体积百分含量大于28％小于或等于50％的煤层气进行甲烷脱氧及浓缩分离的方法，包括如下步骤：1)用固定床煤层气非催化脱氧装置对煤层气进行脱氧：所述固定床煤层气非催化脱氧装置包括炉体(1)在内的固定床煤层气脱氧装置本体，炉体(1)的侧壁上设有包围着炉体侧壁的水夹套(2)；该水夹套(2)的上部通过管道与蒸汽汇集器(23)的进气口相连，该水夹套的下部通过管道与蒸汽汇集器(23)的出水口相连；所述固定床煤层气脱氧装置本体包括炉体(1)、位于炉体(1)底部并与煤层气进气管(16)相通的炉篦(21)、通过管道与固定床反应器的炉体(1)顶部相连的煤箱(4)、浸没固定床反应器的炉体(1)底部的水封装置(18)、位于水封装置(18)之下的螺旋排灰机(17)和一端与固定床反应器的炉体(1)相连另一端与煤层气出气管(6)相连的喷淋塔(5)；所述水封装置(18)包括水封和位于水封下方的渣池，水封装置(18)的顶部设有超压放散管(19)；所述煤层气出气管(6)和煤层气进气管(16)之间通过三通甲(26)、三通乙(25)及位于所述三通甲(26)和三通乙(25)之间的循环气返回管(10)相通，所述三通甲(26)连接所述煤层气出气管(6)与所述循环气返回管(10)，所述三通乙(25)连接所述煤层气进气管(16)与所述循环气返回管(10)；所述循环气返回管(10)上由上至下依次设有循环气调压阀(7)、流量计甲(8)和循环气压缩机(9)；所述煤层气进气管(16)上按照离固定床反应器的炉体由远及近依次设有阻火器(15)、压力传感器(14)、超压截断阀(13)、进气调压阀(12)、防止循环气返回管(10)中的循环气倒流入煤层气进气管(16)的止回阀(11)及流量计乙(24)；关闭循环气调压阀(7)及循环气压缩机(9)后，将脱氧燃料经煤箱(4)加入到炉体(1)中，所述甲烷的体积百分含量大于28％小于或等于50％的煤层气经过煤层气进气管(16)上的阻火器(15)、压力传感器(14)、超压截断阀(13)、进气调压阀(12)、止回阀(11)和流量计乙(24)后，由炉篦(21)进入炉体(1)内，与脱氧燃料进行脱氧反应，反应完毕后气体经喷淋塔(5)冷却，由煤层气出气管(6)排出，完成煤层气的脱氧；脱氧反应过程中产生的灰渣由炉篦(21)掉入水封装置(18)的渣池内，并由螺旋排灰机(17)排出；在上述过程的同时，控制所述汽包(23)进水管中水的温度使脱氧反应的温度为500??900℃2)将步骤1)得到的脱氧后的煤层气进行压缩，得到压缩后的煤层气，将压缩后的煤层气用碳分子筛进行吸附，得到吸附后的煤层气，对吸附后的煤层气进行至少两级浓缩分离，完成脱氧后的煤层气中甲烷的浓缩分离。