[發明專利]通過吸附單元和膜分離單元的組合處理包含VOC和二氧化碳的甲烷料流

在審

• 申請號: 202010566872.X
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN112107963A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: F·巴勞德;J-M·沙雷爾
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;B01D53/22;C10L3/10
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 張蓉珺;林柏楠

1.用于處理至少包含甲烷、二氧化碳和揮發性有機化合物(VOC)的進料氣體料流(1)以產生富含甲烷的氣體料流的設備，其沿進料氣體料流的循環方向包括：

a)至少一個壓縮機(2)，其可將進料氣體料流的壓力提高到8-15表壓巴的壓力，

b)至少一個吸附單元，其包括至少三個吸附器A1、A2和A3，其各自遵循具有相變的壓力循環，并且含有可除去至少一部分VOC的吸附劑，

c)至少一個膜分離單元(6)，其可接收離開吸附器的氣體料流(5)并產生富含二氧化碳的滲透物(8)和富含甲烷的截留物(7)，

d)用于測量進入膜分離單元的氣體料流壓力的裝置和/或用于測量該同一料流中的甲烷濃度的裝置和/或用于測量各吸附器中的壓力的裝置，

e)用于將所獲得的測量值與目標值進行比較的裝置，和

f)用于調節進料氣體料流流量的裝置。

2.根據權利要求1的設備，其特征在于其包括至少一組位于吸附器入口處的閥門(3)和一組位于吸附器出口處的閥門(4)，這些閥門組構成了用于調節進料氣體料流流量的裝置的至少一部分。

3.根據權利要求1或2的設備，其特征在于其包括用于將至少一部分滲透物再循環到至少一個吸附器的裝置。

4.根據權利要求3的設備，其特征在于其包括用于繞過再循環裝置的裝置。

5.根據權利要求1-4中任一項的設備，其特征在于所述膜分離單元包括：

-第一膜分離子單元，其可接收離開吸附器的氣體料流，并產生富含二氧化碳的第一滲透物和富含甲烷的第一截留物，

-第二膜分離子單元，其可接收第一截留物并且產生富含二氧化碳的第二滲透物和富含甲烷的第二截留物，

-第三膜分離子單元，其可接收第一滲透物并產生富含甲烷的第三截留物(9)和富含CO₂的第三滲透物。

6.使用如權利要求1-5中任一項所定義的設備處理至少包含甲烷、二氧化碳和揮發性有機化合物(VOC)的進料氣體料流以產生富含甲烷的氣體料流的方法，其包括：

i.將進料氣體料流壓縮到8-15表壓巴壓力的步驟，

ii.通過在吸附單元中吸附壓縮的氣體料流而除去至少一部分VOC的步驟，

iii.在膜分離單元中分離二氧化碳和甲烷的步驟，

iv.測量進入膜分離單元的氣體料流的壓力和/或測量該同一氣體料流中的甲烷濃度和/或測量各吸附器中的壓力的步驟，

v.將步驟iv中獲得的測量值與目標值進行比較的步驟，和

vi.在所獲得的測量值與目標值之間存在差異的情況下，改變進料氣體料流的流量以獲得目標值的步驟。

7.根據權利要求6的方法，其特征在于步驟i至vi連續進行。

8.根據權利要求6和7中任一項的方法，其特征在于在步驟ii中，吸附單元的各吸附器遵循具有相變的壓力循環，所述壓力循環包括以下連續期間：

a.吸附，在此期間，將進料氣體經由吸附器的一端引入，并且至少一部分VOC被吸附劑吸附，

b.減壓，在此期間，將存在于吸附劑中的一部分VOC經由不再被供應進料氣體的吸附器的至少一端從該吸附器中排出，

c.洗脫，在此期間，吹掃氣體循環通過吸附劑床以幫助VOC的解吸，

d.再加壓，在此期間，將吸附器至少部分地再加壓。

9.根據權利要求8的方法，其特征在于在步驟c中，吹掃氣體由至少一部分來自膜分離單元的富含二氧化碳的滲透物組成。

10.根據權利要求9的方法，其特征在于離開吸附單元的吹掃氣體在熱氧化器中在大氣壓下燃燒或送至設備排放口。

11.根據權利要求9和10中任一項的方法，其特征在于在富含二氧化碳的滲透物不通過任何吸附器的期間，將所述滲透物直接送至排放口或熱氧化器。