[發(fā)明專利]垃圾填埋氣深度提純制取甲烷的方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 200910085020.2 | 申請(qǐng)日： | 2009-05-27 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN101555186A | 公開（公告）日： | 2009-10-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 鄧舟;夏洲;胡益銘 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 北京健坤偉華新能源科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | C07C9/04 | 分類號(hào)： | C07C9/04;C07C7/12 |
| 代理公司： | 北京萬慧達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人： | 楊 穎;張一軍 |
| 地址： | 100085北京市海淀*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 垃圾 填埋氣 深度 提純 制取 甲烷 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及混合氣分離、凈化和可再生能源回收利用領(lǐng)域，特別涉及一 種從垃圾填埋氣中提純制取甲烷的方法。
背景技術(shù)
垃圾填埋氣(LFG)是衛(wèi)生填埋場(chǎng)的降解產(chǎn)物之一。垃圾填埋氣的成分復(fù) 雜，除主要組分CH4、CO2外，其它已被檢測(cè)出的物質(zhì)有140種以上，包括 N2、O2、H2S、H2O，高沸點(diǎn)雜質(zhì)硫化物、氯化物等，以及一些含量極低(總 體積濃度小于1％)的其他微量揮發(fā)性有機(jī)物雜質(zhì)(簡稱VOCs)，如氯代烴 類、苯系物、鹵代烴等。聯(lián)合國稱每年有1.48億噸垃圾被填入中國各地的填 埋場(chǎng)中，而每噸垃圾在填埋場(chǎng)壽命期內(nèi)大約可產(chǎn)生100～200m3的填埋氣，因 此這些垃圾中的有機(jī)成分每年都產(chǎn)生數(shù)量巨大的填埋氣。這些填埋氣無控制 的遷移和聚積，會(huì)產(chǎn)生二次污染，引發(fā)燃燒爆炸事故。另外，LFG又是一類 溫室氣體，它對(duì)大氣臭氧層有破壞作用。
垃圾填埋氣中CH4含量高達(dá)40％-65％，其熱值一般為7450～22350KJ/m3， 脫水后熱值可提高10％，除去CO2、H2S及其它雜質(zhì)組分后，又可將熱值提 高到22360～26000KJ/m3(天然氣的熱值為37260KJ/m3)，因此它又是一種潛 在的可回收利用清潔能源。填埋氣的利用有熱利用，發(fā)電和提純凈化等多種 形式，不同的利用方式，能源的利用效率相差較大，填埋氣提純后進(jìn)行高值 利用，是最為高效的利用方式，高純甲烷可用作燃料及制造氫、一氧化碳、 炭黑、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質(zhì)的原料，也常作為實(shí)驗(yàn)室色譜載氣。填埋 氣提純作化工原料對(duì)CH4的純度要求均較高，需盡量脫除其中的CO2、H2S、 N2、O2和H2O以及其他一些雜質(zhì)氣體。目前，填埋氣提純后主要用于發(fā)電和 作車用燃料。
專利ZL200410081272.5采用脫硫、冷凍分液、變溫吸附、變壓吸附的聯(lián) 合工藝從垃圾填埋氣中回收甲烷，該工藝采用低溫操作，能耗高，投資大， 并且沒有對(duì)垃圾填埋氣中的O2作進(jìn)一步脫除，產(chǎn)品氣甲烷純度僅為80％～ 90％。專利ZL200510004873.0對(duì)填埋氣進(jìn)行壓縮，冷凍干燥，多級(jí)過濾，吸 附干燥后，再進(jìn)行高壓吸附，并流均壓，常壓再生的變壓吸附循環(huán)工藝，產(chǎn) 品氣甲烷純度96％左右。CN101219919A在填埋氣提純中采用鈀催化加氫脫 氧方法，過程中增加了氫氣的消耗，使運(yùn)行費(fèi)用增加，獲得的產(chǎn)品氣甲烷濃 度為90％～95％。目前的變壓吸附(PSA)系統(tǒng)尚無法達(dá)到99％以上的較高 純度產(chǎn)品的要求，產(chǎn)品氣中含有少量氮?dú)狻⒀鯕夂投趸肌鴥?nèi)外對(duì)以CH4為產(chǎn)品的CH4/N2體系的PSA研究也一直都非常薄弱。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種從垃圾填埋氣中深度提純制取甲烷的工藝方 法，去除低溫操作，也不使用催化劑，以低能耗和低運(yùn)行費(fèi)用實(shí)現(xiàn)甲烷的提 取，同時(shí)可以將少量的N2、O2從填埋氣中有效地分離出來。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種垃圾填埋氣深度提純制取甲烷的方法，采用變壓吸附法脫除所述填 埋氣中的氮?dú)夂脱鯕狻?
進(jìn)一步地，上述變壓吸附法中，甲烷作為吸附質(zhì)被吸附劑選擇吸附。
進(jìn)一步地，上述脫除氮?dú)夂脱鯕獍ㄒ患?jí)、兩級(jí)或兩級(jí)以上變壓吸附過 程。
進(jìn)一步地，上述變壓吸附法為：每一個(gè)吸附床在一次循環(huán)中，均經(jīng)過吸 附、均壓降、放空、吹掃、抽真空、均升壓和最終升壓過程。
進(jìn)一步地，上述吸附步驟的壓力為0.4MPa～1.5MPa，吸附溫度為10～ 40℃；所述抽真空步驟的壓力為-0.06～-0.1MPa。
進(jìn)一步地，上述變壓吸附法中，包括1～6次的均壓降和均升壓步驟。
進(jìn)一步地，上述變壓吸附法中，其采用的變壓吸附系統(tǒng)中包括2～8個(gè)并 聯(lián)組成的吸附塔。
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