[發明專利]一種從含氧煤層氣中回收甲烷的系統

有效

• 申請號: 201810990064.9
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109210867B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 孫守軍;公茂瓊;郭浩;孫恒
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F25J3/02
• 分類號: F25J3/02
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

1.一種從含氧煤層氣中回收甲烷的系統，其特征在于，包括：制冷模塊、深冷分離儲存模塊、尾氣燃燒模塊；其中：

所述制冷模塊包括吸收式制冷預冷單元以及混合制冷劑制冷液化單元；

所述吸收式制冷預冷單元包括塔底重沸器、制冷精餾塔、塔頂冷凝器、一次分離器、冷凝器、吸收式制冷預冷換熱器、吸收式制冷預冷節流閥、回熱冷凝器、制冷劑溶液泵、吸收式制冷回熱換熱器及吸收式制冷回熱節流閥，所述制冷精餾塔、塔頂冷凝器、一次分離器、冷凝器、預冷換熱器及吸收式制冷節流閥通過管道依次連接，所述吸收式制冷節流閥通過管道依次經所述吸收式制冷預冷換熱器、回熱冷凝器、制冷劑溶液泵及吸收式制冷回熱換熱器連接所述制冷精餾塔，所述塔底重沸器連接于所述制冷精餾塔的下方，且所述塔底重沸器的一端通過管道依次經所述連接吸收式制冷回熱換熱器、所述吸收式制冷回熱節流閥連接所述制冷精餾塔；

所述混合冷劑制冷液化單元包括由混合冷劑壓縮機及混合冷劑冷凝器組成的壓縮機組件、混合冷劑節流閥、煤層氣預冷換熱器、煤層氣一級液化換熱器、煤層氣二級液化換熱器、煤層氣三級液化換熱器，所述混合冷劑壓縮機入口連接所述煤層氣一級液化換熱器的制冷劑出口，所述混合冷劑壓縮機出口連接所述混合冷劑冷凝器入口，所述混合冷劑冷凝器出口依次連接所述煤層氣預冷換熱器、所述煤層氣一級液化換熱器及所述煤層氣二級液化換熱器，所述煤層氣二級液化換熱器的制冷劑出口與深冷分離精餾塔重沸器制冷劑入口相連，所述深冷分離精餾塔重沸器制冷劑出口與所述煤層氣三級液化換熱器制冷劑入口相連，所述煤層氣三級液化換熱器制冷劑出口與所述混合冷劑節流閥入口相連，所述混合冷劑節流閥出口與深冷分離精餾塔塔頂冷凝器相連，所述深冷分離精餾塔塔頂冷凝器制冷劑出口依次與所述煤層氣三級液化換熱器、所述煤層氣二級液化換熱器、所述煤層氣一級液化換熱器相連，實現循環；

所述深冷分離儲存模塊包括深冷節流閥、深冷分離精餾塔、深冷分離精餾塔塔頂冷凝器、深冷分離精餾塔塔頂分離器、深冷分離精餾塔重沸器及LNG儲罐，所述深冷節流閥的入口與所述煤層氣三級液化換熱器、煤層氣二級液化換熱器、煤層氣一級液化換熱器及煤層氣預冷換熱器順序連接，所述深冷節流閥的出口與所述深冷分離精餾塔入口相連，所述深冷分離精餾塔的塔底與所述LNG儲罐相連接，所述深冷分離精餾塔塔頂冷凝器的出口與所述深冷分離精餾塔塔頂分離器相連，所述深冷分離精餾塔塔頂分離器的氣相出口依次與所述煤層氣三級液化換熱器、所述煤層氣二級液化換熱器、所述煤層氣一級液化換熱器及所述煤層氣預冷換熱器連接后與所述尾氣燃燒模塊相連接；

所述尾氣燃燒模塊包括尾氣燃燒器，所述尾氣燃燒器包含空氣入口和尾氣入口，所述尾氣燃燒器燃燒產物出口與所述塔底重沸器相連。

2.如權利要求1所述的從含氧煤層氣中回收甲烷的系統，其特征在于，所述吸收式制冷預冷單元包括的吸收式制冷劑為氨-水制冷劑。

3.如權利要求1所述的從含氧煤層氣中回收甲烷的系統，其特征在于，所述混合制冷劑制冷液化單元包括的混合制冷劑為天然制冷劑，所述天然制冷劑為由氮氣、甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷和戊丁烷以任意配比組成的混合物。

4.如權利要求1所述的從含氧煤層氣中回收甲烷的系統，其特征在于，所述壓縮機組件包括至少一對所述混合冷劑壓縮機及混合冷劑冷凝器的組合。

5.如權利要求4所述的從含氧煤層氣中回收甲烷的系統，其特征在于，所述壓縮機組件中包括三對所述混合冷劑壓縮機及混合冷劑冷凝器的組合。

6.如權利要求1所述的從含氧煤層氣中回收甲烷的系統，其特征在于，經所述精餾塔塔頂尾氣中甲烷含量高于爆炸上限接。

7.如權利要求1所述的從含氧煤層氣中回收甲烷的系統，其特征在于，所述含氧煤層氣由甲烷、氮氣及氧氣組成。