[實用新型]一種對煤層氣進行富集的系統

有效

• 申請號: 201420067986.X
• 申請日: 2014-02-14
• 公開（公告）號: CN203764088U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 楊志遠;宣自潤
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;C07C9/04;C07C7/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及煤礦中煤層氣處理領域，具體設計一種對煤層氣進行富集的系統。

背景技術

煤層氣，俗稱瓦斯，是一種賦存于煤層中的烴類氣體，主要成分是CH₄。煤層氣綜合利用價值很高，除民用外，還可用于燃氣輪機發電、供熱、壓縮液化后作動力燃料，還可做甲醇、合成氨等化工產品，也是農藥、醫藥、染料等有機化工產品的基礎原料。表1是2007～2011年我國煤層氣抽采量、利用、排放情況表。

表1?2007～2011年我國煤層氣抽采、利用、排放量情況表

目前國內煤層氣大量放空的主要原因是甲烷濃度低，煤層氣濃縮在安全性、技術、經濟等方面還不夠理想，阻礙了煤層氣的大規模利用，致使煤礦區抽采的煤層氣利用率非常低。因此，現階段煤層氣的綜合利用上，其關鍵點在于如何將低濃度乏氣富集成高濃度礦物資源。其濃縮技術主要有變壓吸附(PSA)工藝、低溫分離技術、Mehra工藝、金屬基液體吸收法和膜分離法等五種氣體分離技術。

變壓吸附(PSA)工藝是近年來煤層氣濃縮過程的研究熱點，該工藝過程中，研究者通過對傳統工藝的改進，如增加真空操作、增加均壓置換操作、增加吸附塔數或是復合床吸附等，均能提升甲烷吸附效果，然而制約PSA工藝大規模工業的主要原因是沒有合適的吸附劑，吸附劑對組分的吸附選擇性決定變壓吸附分離的難易程度和經濟效益。

低溫分離技術應用較早，也是目前CH₄/N₂分離最成熟和最常用的技術，其基本原理是利用CH₄與N₂的沸點差實現二者的分離，利用低溫技術可以將低濃度甲烷濃縮至90％以上，但裝置復雜，設備投資大，且CO₂、水等雜質在低溫時易于堵塞管道，也僅對大型煤礦有經濟價值。

Mehra工藝是利用碳氫溶劑物理吸收CH₄，實現N₂和CH₄混合物的分離，溶劑組分為烷基醚、乙二醇、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、碳酸丙稀脂、環丁砜等物質的混合物，雖然該工藝在提純含氮天然氣有一定經濟價值，但CH₄在碳氫溶劑中溶解度低、吸收劑用量大。

Bend研究機構開發的金屬基液體吸收法基本原理是選擇吸收N₂，吸收過程為化學吸收，理論上1mol金屬基液體對N₂/CH₄的吸收選擇性可達5.75，但吸收再生速度慢，效率低，僅適合小量N₂的吸收。

膜分離技術是一種新型分離技術，近幾年膜分離在分離CH₄/N₂的基礎研究比較多，但離工業化的差距仍然比較大，主要是膜的滲透選擇性較低，且膜的制備也受到諸多因素的制約。

上述五種工藝，有些基礎設備投資大，運行費用較高，有些技術還不成熟，工藝復雜，能耗高。因此有必要提供一種工藝線路較為簡單，操作方便，設備投資少的煤層氣富集工藝。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種操作方便，設備投資少的對煤層氣進行富集的系統。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種對煤層氣進行富集的系統，其特征在于：該系統包括用于乙醚溶劑對煤層氣中的甲烷進行吸附的吸收塔，用于對吸附甲烷后的溶劑富液進行解吸分離出甲烷的閃蒸塔，以及脫除閃蒸塔內解吸分離得到的富甲烷氣體中乙醚的低溫分離罐，吸收塔、閃蒸塔、低溫分離罐依序相連接，吸收塔分別與對乙醚溶劑、煤層氣進行加壓、冷卻的第一加壓組件和第一冷卻組件相連接的，低溫分離罐與閃蒸塔之間設置對富甲烷氣體進行加壓、冷卻的第二加壓組件和第二冷卻組件。