[發明專利]一種低濃度含氧煤層氣的脫氧方法及設備

有效

• 申請號: 201510039710.X
• 申請日: 2015-01-26
• 公開（公告）號: CN104629842B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 趙建濤;方惠斌;張磊;黃戒介;張永奇;房倚天;王建國;王洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院山西煤炭化學研究所
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 劉寶賢

1.一種低濃度含氧煤層氣的脫氧方法，其特征在于包含如下步驟：

?(1)系統低溫啟動：首先利用煤層氣或電加熱烘爐，預熱固定床脫氧反應器至300-500℃；

(2)含氧煤層氣經阻火器、預熱器和預熱器旁路，從固定床脫氧反應器上部的含氧煤層氣進口進入反應器，沿擋板向下折流流動，從列管下部列管氣體進口進入含有脫氧催化劑的列管中進行脫氧反應，控制反應溫度350-650℃，操作壓力0-0.4MPa，氣體體積空速2000-20000h^-1，熱的脫氧煤層氣從固定床脫氧反應器頂部的脫氧煤層氣出口流出反應器；

(3)熱的脫氧煤層氣進入預熱器與冷的含氧煤層氣換熱，調節預熱器旁路的閥門控制含氧煤層氣的通過換熱器的流量，預熱氣體溫度至150-450℃，脫氧煤層氣降溫至350℃以下；

(4)降溫的脫氧煤層氣進入冷卻器，冷卻至50℃以下，脫水后，進入煤層氣輸送管路。

2.如權利要求1所述的一種低濃度含氧煤層氣的脫氧方法，其特征在于所述的含氧煤層氣中甲烷的體積百分含量75-95%，氧的體積百分含量1-4%；氮氣的體積百分含量4-20%。

3.如權利要求1所述的一種低濃度含氧煤層氣的脫氧方法，其特征在于所述的脫氧催化劑為負載型金屬催化劑，以Cu為催化活性組分，活性組分含量5-20wt%，載體氧化鋁含量80-95wt%，催化劑粒徑0.2-1.2mm，孔容0.4-0.7cm³/g，堆密度0.6-1.2g/cm³。

4.如權利要求1所述的一種低濃度含氧煤層氣的脫氧方法，其特征在于所述的預熱器是列管式換熱器、翅片式換熱器、螺旋板式換熱器或板翅式換熱器。

5.如權利要求1所述的一種低濃度含氧煤層氣的脫氧方法，其特征在于所述的冷卻器的冷卻介質是水或空氣。

6.如權利要求1所述的一種低濃度含氧煤層氣的脫氧方法，其特征在于所述的脫氧煤層氣中氧的體積百分含量小于0.2%。

7.如權利要求1-6任一項所述的一種低濃度含氧煤層氣的脫氧方法使用的固定床脫氧反應器，其特征在于固定床脫氧反應器包括殼體（7）、上封頭（8）、下封頭（9）、含氧煤層氣進口（10）、脫氧煤層氣出口（11）、測溫口（12）、列管（13）、管板（14），殼體（7）內布置豎直的列管（13），列管的上端固定在與殼體（7）連接的管板（14）上，列管的管間裝有至少3塊折流擋板（15），在管板（14）之下的殼體（7）上部有含氧煤層氣進口（10），上封頭（8）頂部有脫氧煤層氣出口（11），下封頭（9）有有測溫口（12）。

8.如權利要求7所述的一種低濃度含氧煤層氣的脫氧方法使用的固定床脫氧反應器，其特征在于所述的列管(13)的直徑25-89mm。

9.如權利要求7所述的一種低濃度含氧煤層氣的脫氧方法使用的固定床脫氧反應器，其特征在于所述的列管(13)下端是列管氣體進口(16)，上端是列管氣體出口(20)，列管(13)內下部有支撐填料(17)，中部是催化劑床層(18)，上部有填料(19)。

10.如權利要求7所述的一種低濃度含氧煤層氣的脫氧方法使用的固定床脫氧反應器，其特征在于所述的折流擋板(15)為圓缺擋板，缺口面積為圓形整體面積的10-30%，擋板間距300-600mm。