專利名稱：低濃度煤礦瓦斯變壓吸附提濃甲烷工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將較低甲烷濃度的煤礦瓦斯提濃為較高甲烷濃度甲烷氣的變壓吸附工藝。
背景技術(shù)：
煤礦瓦斯的主要成分是甲烷、同時還含有一定量氮?dú)狻⒀鯕?、水、二氧化碳等，其中最有利用價值的是甲烷。我國是煤炭蘊(yùn)藏和生產(chǎn)大國，煤礦瓦斯蘊(yùn)藏量十分豐富，開發(fā)利用好煤礦瓦斯是國家的一項基本能源戰(zhàn)略。為了利用好煤炭瓦斯，也為了減少煤炭開采過程中瓦斯對安全生產(chǎn)造成的危害，國家對利用煤礦瓦斯提出了 “先抽后采、能抽盡抽、以用促抽”的方針。但由于甲烷濃度范圍在5 16%的低濃度瓦斯具有爆炸危險，處于安全考慮，國家《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤礦抽采瓦斯利用時，甲烷濃度不得低于30%。目前每年全國 瓦斯抽采量超過100億m3。在抽采出的煤礦瓦斯中，占總量超過70%的瓦斯是濃度低于30 %的低濃度瓦斯，這部分瓦斯抽采出來后不能被直接燃燒利用，不得不外排大氣，這不但造成寶貴資源的浪費(fèi)，由于甲烷的溫室效應(yīng)相當(dāng)于二氧化碳的21倍，直排大氣會對環(huán)境造成顯著的不利影響。中國專利CN101096606A提出了一種低濃度煤礦瓦斯常壓提濃方法，提濃工藝過程為吸附、一次均壓降、抽真空，采用2 5個吸附床，吸附床內(nèi)裝填有2 3中高效的甲烷吸附劑。具體工藝過程主要包括，將來自煤礦瓦斯抽取設(shè)備的低濃度瓦斯氣在常溫和< 0. 05MPa(G)壓力下進(jìn)行吸附分離，從吸附床出口得到甲烷含量小于5%的放空氣體；然后進(jìn)行一次均壓降；接著對吸附床進(jìn)行抽真空，得到最高濃度達(dá)到60%的甲烷氣。該專利提出的方法是一種常溫、常壓下吸附、真空下脫附，既不需要將原料氣壓縮升壓，也不需要用產(chǎn)品甲烷氣回流置換的低濃度瓦斯變壓吸附提濃方法。但該工藝方法存在一些不足之處。首先，該工藝方法中吸附床完成吸附步驟后只進(jìn)行一次均壓降就接著進(jìn)行抽真空回收甲烷氣，勢必造成吸附床內(nèi)死空間存留和吸附劑上吸附的相當(dāng)量的氮?dú)獾炔灰孜浇M分未被排出，結(jié)果是難以獲得更高濃度的甲烷氣；其次，該工藝方法中只采用2 5個吸附床，很難安排多床吸附工藝，這不利于提高實際工業(yè)裝置的處理規(guī)模。一般低濃度煤礦瓦斯提濃裝置要求的處理規(guī)模都比較大，大規(guī)模處理裝置要求處理量在2000 10000Nm3/h，甚至更高，只有2 5座吸附床的變壓吸附提濃工藝很難滿足這樣的規(guī)模要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種提濃低濃度煤礦瓦斯，以獲得較高甲烷濃度甲烷氣的變壓吸附工藝。本發(fā)明的另一個目的是提出一種適合于較大規(guī)模處理裝置的提濃低濃度煤礦瓦斯的變壓吸附工藝。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，采用常壓吸附真空脫附的變壓吸附工藝處理低濃度煤礦瓦斯，工藝中包含4座及4座以上數(shù)量的吸附床，任何時候至少有I座吸附床處于吸附步驟，任何時候至少有I座吸附床處于抽真空步驟或真空清洗步驟，每座吸附床依次經(jīng)歷以下操作步驟a.吸附步驟一將煤層抽放設(shè)備排出的較低甲烷濃度的煤礦瓦斯自吸附床入口引入吸附床，在常溫、常壓下經(jīng)過吸附床過程中，瓦斯中的甲烷、水分、二氧化碳等易吸附組分被吸附床內(nèi)裝填的吸附劑吸附下來，瓦斯中的氮?dú)?、氧氣等不易吸附組分則穿過吸附床作為凈化氣從吸附床出口排出，當(dāng)吸附床的吸附前沿即將穿透吸附床時，停止吸附；b.降壓濃縮步驟一將吸附床壓力逐步降至第一真空壓力，排出低甲烷濃度的富氮氧氣體，使吸附床內(nèi)的甲烷得到濃縮；c.降壓釋放步驟一將吸附床與處于步驟e的吸附床連通，使吸附床壓力逐步降至第二真空壓力，使吸附床內(nèi)的甲烷得到進(jìn)一步濃縮，降壓過程中釋放出的氣體作為步驟e的清洗氣； d.抽真空步驟一從吸附床入口側(cè)用抽真空設(shè)備對吸附床進(jìn)行抽真空，使吸附床壓力逐步降至第三真空壓力，將吸附在吸附床上的甲烷、水分、二氧化碳等易吸附組分逐步脫附下來，從抽真空設(shè)備出口得到較高甲烷濃度的甲烷氣；e.真空清洗步驟一將吸附床出口與處于步驟c的吸附床連通，在繼續(xù)對吸附床進(jìn)行抽真空的同時，用清洗氣對吸附床進(jìn)行逆向真空清洗，使吸附床壓力逐步降至第四真空壓力，利用抽真空設(shè)備降低總壓和清洗氣降低分壓的共同作用，進(jìn)一步將吸附在吸附床上的甲烷、水分、二氧化碳等易吸附組分脫附下來，從抽真空設(shè)備出口繼續(xù)得到較高甲烷濃度的甲烷氣；f.均壓升步驟一將吸附床出口與其它較高操作壓力的處于均壓降步驟的吸附床或其它中間罐連通，使吸附床得到部分升壓；g.終充步驟一將步驟a的凈化氣從吸附床出口引入吸附床，將吸附床充壓至常壓吸附壓力；h.循環(huán)步驟a 步驟g。本發(fā)明所說的低濃度煤礦瓦斯，或稱為低濃度煤層氣，主要指的是煤礦瓦斯抽采設(shè)備抽放出的主要成分甲烷、氮?dú)?、氧氣、水分、二氧化碳等組分，其中甲烷濃度范圍為I 60%的低濃度煤礦瓦斯，尤其是因爆炸危險原因難以被直接利用的甲烷濃度范圍為5 40%的低濃度煤礦瓦斯；或其它組成和甲烷濃度范圍與煤礦瓦斯相似的混合氣體。本發(fā)明的吸附步驟是在常溫常壓下進(jìn)行的。這里說的常壓指的是煤礦瓦斯抽放設(shè)備出口的略高于大氣壓的氣體壓力，通常在100 160kPa(A)，這個壓力足以使原料氣體克服床層阻力降穿過吸附床并最終排入大氣，而不必利用其它專門的升壓設(shè)備將抽放設(shè)備出口氣體進(jìn)行進(jìn)一步的升壓。所說的常溫指的是抽放設(shè)備出口氣體的溫度，通常在10 40?！鉉左右。根據(jù)本發(fā)明人的研究，適合本發(fā)明變壓吸附提濃低濃度煤礦瓦斯工藝的吸附劑是活性炭或/和分子篩；為有效脫除低濃度煤礦瓦斯中的水分和二氧化碳，也可在吸附床進(jìn)口端裝填一定量的硅膠或活性氧化鋁，吸附床其余部分裝填活性炭或/和分子篩。吸附步驟結(jié)束后，通過降壓濃縮步驟降低吸附床壓力，排出吸附床內(nèi)死空間內(nèi)存留的和吸附劑上吸附的富氮氧氣體，以濃縮吸附床內(nèi)的甲烷。本發(fā)明人對低濃度甲烷氣脫附過程進(jìn)行了初步試驗研究，以低甲烷濃度的甲烷和氮?dú)獾幕旌蠚怏w為進(jìn)料氣，吸附床常壓吸附飽和后，停止吸附，降低吸附床壓力，分析排出的富氮氧氣體的甲烷濃度。試驗結(jié)果顯示，隨著壓力的降低，排出氣體的甲烷濃度逐漸升高；降壓過程初期，排出氣體的甲烷濃度相對較低，濃度升高的速度也比較緩慢，當(dāng)降壓至一定壓力時，排出氣體甲烷濃度開始以較快速度升高。試驗結(jié)果還顯示，不同甲烷濃度的進(jìn)料氣，常壓飽和吸附后，降壓過程排出氣體甲烷濃度開始快速升高的壓力也是不同的。進(jìn)料氣甲烷濃度越高，排出氣體甲烷濃度開始快速升高的壓力也越高。本發(fā)明人將降壓濃縮步驟b結(jié)束時吸附床的壓力定義為第一真空壓力。降壓濃縮步驟可以選擇性地采用以下兩個優(yōu)選方案。 優(yōu)選方案一將吸附床與其它均壓升步驟的吸附床或其它中間罐連通，經(jīng)I 5次均壓降分步驟，將吸附床降壓至第一真空壓力，排出吸附床內(nèi)的富氮氧氣體。優(yōu)選方案二 由I 3次均壓降分步驟和抽真空返回分步驟組成。就是先將吸附床與其它均壓升步驟的吸附床或其它中間罐連通，經(jīng)I 3次均壓降分步驟，排出部分富氮氧氣體；接著進(jìn)行抽真空返回分步驟操作，就是用抽真空返回設(shè)備對吸附床進(jìn)行抽真空，使吸附床降壓至第一真空壓力，將抽真空設(shè)備出口的富氮氧氣體排入進(jìn)料線與原料氣混合。第一真空壓力的范圍隨原料氣甲烷濃度和要求得到的產(chǎn)品甲烷氣甲烷濃度而變化。根據(jù)初步試驗研究，優(yōu)選的第一真空壓力的范圍為15 60kPa(A)。本發(fā)明將降壓釋放步驟c結(jié)束時吸附床的壓力定義為第二真空壓力，同樣，第二真空壓力的范圍也隨原料氣甲烷濃度和要求得到的產(chǎn)品甲烷氣甲烷濃度而變化。根據(jù)初步試驗研究，優(yōu)選的第二吸附壓力的范圍為10 50kPa(A)。抽真空步驟d的主要目的是通過抽真空設(shè)備提供的負(fù)壓，將大部分吸附在吸附劑上的甲烷、水分、二氧化碳等易吸附組分脫附下來，從抽真空設(shè)備出口得到較高甲烷濃度的甲烷氣。抽真空步驟結(jié)束時吸附床的壓力被稱為第三真空壓力。第三真空壓力越低，得到的甲烷氣甲烷濃度越高，吸附床再生得越徹底，但抽真空設(shè)備的負(fù)荷也越大。優(yōu)選的第三真空壓力范圍為5 25kPa(A)。真空清洗步驟e是在抽真空設(shè)備繼續(xù)對吸附床進(jìn)行抽真空的同時，用降壓釋放步驟排出的甲烷濃度相對較低的清洗氣對吸附床進(jìn)行逆向真空清洗，以獲得吸附床內(nèi)更低的 甲烷分壓，進(jìn)一步將吸附在吸附床上的甲烷、水分、二氧化碳等易吸附組分脫附下來，是吸附劑得到更徹底的再生。抽真空清洗步驟結(jié)束時吸附床的壓力被稱為第四真空壓力。優(yōu)選的第四真空壓力范圍為3 20kPa(A)。抽真空步驟和真空清洗步驟至少包含一個連續(xù)進(jìn)行抽真空操作的一階抽真空系統(tǒng)；當(dāng)變壓吸附裝置處理規(guī)模比較大，或抽真空壓力要求比較低時，抽真空系統(tǒng)的負(fù)荷往往較大，造成抽真空設(shè)備、抽真空系統(tǒng)管線和閥門的尺寸也隨之增大，這時可以采用兩個或兩個以上連續(xù)進(jìn)行抽真空操作的多階抽真空系統(tǒng)。在上述低濃度煤礦瓦斯變壓吸附提濃甲烷工藝中，任何時候至少有I座吸附床處于吸附步驟，以便保證連續(xù)處理低濃度煤礦瓦斯。當(dāng)處理規(guī)模比較大時，可能會有2座甚至2座以上的吸附床同時處于吸附步驟。同時為充分利用抽真空設(shè)備的能力，任何時候也有至少I座吸附床處于抽真空步驟或真空清洗步驟。除了處于吸附步驟的至少I座吸附床和處于抽真空或真空清洗步驟的至少I座吸附床外，其它至少有2座吸附床處于降壓濃縮步驟、降壓釋放步驟、均壓升步驟、充壓步驟等步驟。因此，本發(fā)明工藝中包含至少4座吸附床。
正是由于本發(fā)明采用了較充分排出富氮氧氣體的降壓濃縮步驟，使吸附床中的甲烷得到濃縮，和利用相對較低甲烷濃度的清洗氣的分壓作用，既提高了回收清洗氣部分的甲烷濃度，又使吸附劑上吸附的甲烷得到更徹底的脫附，使吸附床得到更好的再生。其結(jié)果是一方面能夠獲得較高甲烷濃度的甲烷氣，另一方面能夠有效降低吸附后排放凈化氣的甲烷濃度。同時，正是由于本發(fā)明工藝中可以采用多座吸附床同時吸附和多階抽真空工藝，使得較大規(guī)模提濃低濃度煤礦瓦斯的變壓吸附裝置得以實現(xiàn)。以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明所說的低濃度煤礦瓦斯變壓吸附提濃甲烷工藝做進(jìn)一步說明。需要強(qiáng)調(diào)的是，下述實施例只是為了幫助更好地理解本發(fā)明，不能被理解為是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。


圖I是6-1-3-1低濃度煤礦瓦斯變壓吸附提濃工藝流程示意圖。圖2是5-1-2-1帶抽真空返回的低濃度煤礦瓦斯變壓吸附提濃工藝流程示意圖。 圖3是8-2-3-2較大規(guī)模的低濃度煤礦瓦斯變壓吸附提濃工藝流程示意圖。
具體實施例方式實施例I圖I所示的是6-1-3-1低濃度煤礦瓦斯變壓吸附提濃工藝流程示意圖。
代表的意義是，流程中包括6座吸附床，其中有I座處于吸附步驟，包含3次均壓，I階抽真空系統(tǒng)。來自煤礦瓦斯抽放設(shè)備的低濃度瓦斯，甲烷濃度20%，流量3000Nm3/h，溫度30°C，壓力150kPa(A)，沿箭頭(I)所示的方向進(jìn)入變壓吸附提濃裝置。裝置內(nèi)設(shè)有6座編號分別為A、B、C、D、E、F的吸附床，吸附床下層裝填的是硅膠，上層裝填的是活性炭。表-I是吸附床工作時序表表-I實施例I吸附床工作時序表
~Tl~2~\~3 I 4 I~5~\~&~\~7 I 8 I~9~\~Io~|~u]~YZ
A A A Id~~2D3DDPV VP 3R~~2R IR~~FR~
~ ~Ir~~FRA A Id~~2D 3D~~DPV VP 3R~~W C 3R~~2R Ir~~FR~~A A ID~~2D3DDPV VF D V VP3R2R IR~~FR~~A A ID2D~~3D~~W E 3D~~DPV VP~~3R~~2R IRFR~~A A ID~~2D~
F ID2D 3DDP~~V VP 3R2R IRFR~~A ~表中A-吸附步驟；1D_ —均降步驟；2D_ 二均降步驟；3D_三均降步驟；DP_降壓釋放步驟；V-抽真空步驟；VP-真空清洗步驟；3R-三均升步驟；2R- 二均升步驟；1R_ —均升步驟；FR-終充步驟。整個變壓吸附周期分為12個時段。以下以A吸附床為例解釋整個變壓吸附工藝過程。假設(shè)第I、第2時段，吸附床(A)處于吸附步驟(A)。這時，吸附床(A)進(jìn)口閥門(VIA)和出口閥門(V3A)打開，其余閥門關(guān)閉(以下未說明打開的閥門即是關(guān)閉的閥門)，進(jìn)料瓦斯從吸附床入口引入吸附床，在穿過吸附床過程中，其中吸附力較強(qiáng)的甲烷、水、二氧化碳等易吸附組分被吸附劑吸附下來，吸附力較弱的氮?dú)?、氧氣等不易吸附組分則穿過吸附床，作為凈化氣從吸附床(A)出口排入大氣。當(dāng)吸附床吸附的甲烷吸附前沿接近出口時，根據(jù)設(shè)定吸附時間參數(shù)切換操作，對吸附床(A)進(jìn)行下面的再生操作。整個吸附過程中吸附床(A)排出凈化氣的平均甲烷濃度為4%左右。第3 第5時段，吸附床(A)處于降壓濃縮步驟。本實施例的降壓濃縮步驟采用優(yōu)選方案一的工藝，由3次均壓降分步驟構(gòu)成。首先進(jìn)行第3時段的一均降(1D)，打開閥門 (V4A)和閥門(V4C)，將吸附床(A)與處于一均升的吸附床C連通，使吸附床(A)實現(xiàn)一均降；然后進(jìn)行第4時段的二均降(2D)，打開閥門(V4A)和閥門(V4D)，將吸附床(A)與處于二均升的吸附床(D)連通，使吸附床(A)實現(xiàn)二均降；接著進(jìn)行第5時段的三均降(3D)，打開閥門(V5A)和閥門(V5E)，將吸附床(A)與處于三均升的吸附床(E)連通，使吸附床(A)實現(xiàn)三均降。經(jīng)過上述3次均壓降后，吸附床壓力降至35kPa(A)左右的第一真空壓力。第6時段，吸附床(A)處于降壓釋放步驟(DP)。打開閥門(V5A)和閥門(V6F)，將吸附床(A)與處于真空清洗步驟的吸附床(F)連通，閥門(V8)是一個手動限量閥門，用此閥可以手動調(diào)整清洗氣量和降壓釋放步驟結(jié)束時的吸附床壓力，即第二真空壓力。本實施例降壓釋放步驟結(jié)束時的吸附床壓力為30kPa(A)左右。第7時段，吸附床(A)處于抽真空步驟(V)。打開閥門(V2A)，用真空泵⑷對吸附床(A)進(jìn)行抽真空，將吸附床壓力抽真空至15kPa(A)左右的第三真空壓力。抽真空過程中，隨著壓力的降低，吸附劑上吸附的甲烷、水分、二氧化碳等易吸附組分逐步被脫附下來，得到濃度較高的甲烷氣經(jīng)真空泵升壓后沿箭頭(3)所示的方向排入氣柜(圖中未畫出)。第8時段，吸附床(A)處于真空清洗步驟(VP)。打開閥門(V6A)和閥門(V5B)，在真空泵(4)對吸附床(A)繼續(xù)抽真空的同時，用吸附床(B)排出的清洗氣經(jīng)閥門(V5B)、閥門(V8)和閥門(V6A)對吸附床進(jìn)行逆向真空清洗，使吸附床壓力逐步降至IOkPa(A)左右的第四真空壓力。真空清洗步驟真空泵出口得到的濃度較高的甲烷氣也排入氣柜回收。本實施例中，抽真空步驟和真空清洗步驟得到的混合甲烷氣平均甲烷濃度在55%以上。第9 第11時段，吸附床(A)處于均壓升步驟。本實施例的3次均壓升步驟分別對應(yīng)其它吸附床的3次均壓降步驟。首先進(jìn)行第9時段的三均升(3R)，打開閥門(V5A)和閥門(V5C)，將吸附床(A)與處于三均降的吸附床C連通，使吸附床(A)實現(xiàn)三均升；然后進(jìn)行第10時段的二均升(2R)，打開閥門(V4A)和閥門(V4D)，將吸附床(A)與處于二均降的吸附床(D)連通，使吸附床(A)實現(xiàn)二均升；接著進(jìn)行第11時段的一均升(IR)，打開閥門(V4A)和閥門(V4E)，將吸附床(A)與處于一均降的吸附床(E)連通，使吸附床(A)實現(xiàn)一均升。第12時段，吸附床(A)處于終充步驟(FR)。打開閥門(V3A)，用排放的凈化氣將吸附床(A)充壓至大氣壓。至此，吸附床(A) —個吸附周期結(jié)束，接著循環(huán)進(jìn)入下一個吸附周期。吸附床⑶、吸附床(C)、吸附床(D)、吸附床(E)、吸附床(F)也以相同的方式，在PLC的邏輯控制下，按照表-I所示的時序步驟依次切換操作，實現(xiàn)整個吸附脫附過程的連續(xù)。實施例2圖2所示的是5-1-2-1帶抽真空返回的低濃度煤礦瓦斯變壓吸附提濃工藝流程示意圖。代表的意義是，流程中包括5座吸附床，其中有I座處于吸附步驟，包含2次均壓，I階抽真空系統(tǒng)。來自煤礦瓦斯抽放設(shè)備的低濃度瓦斯，甲烷濃度15%，流量2000Nm3/h，溫度30°C， 壓力150kPa(A)，沿箭頭(I)所示的方向進(jìn)入變壓吸附提濃裝置。裝置內(nèi)設(shè)有5座編號分別為A、B、C、D、E的吸附床，吸附床內(nèi)裝填的是活性炭。表-2是吸附床工作時序表表-2實施例2吸附床工作時序表
權(quán)利要求
1.一種常壓吸附真空脫附提濃低濃度煤礦瓦斯的變壓吸附工藝，其特征在于包含4座及4座以上數(shù)量的吸附床，任何時候至少有I座吸附床處于吸附步驟，任何時候至少有I座吸附床處于抽真空步驟或真空清洗步驟，每座吸附床依次經(jīng)歷以下操作步驟 a.吸附步驟——將煤層抽放設(shè)備排出的較低甲烷濃度的煤礦瓦斯自吸附床入口引入吸附床，在常溫、常壓下經(jīng)過吸附床過程中，瓦斯中的甲烷、水分、二氧化碳等易吸附組分被吸附床內(nèi)裝填的吸附劑吸附下來，瓦斯中的氮?dú)?、氧氣等不易吸附組分則穿過吸附床作為凈化氣從吸附床出口排出，當(dāng)吸附床的吸附前沿即將穿透吸附床時，停止吸附； b.降壓濃縮步驟一將吸附床壓力逐步降至第一真空壓力，排出低甲烷濃度的富氮氧氣體，使吸附床內(nèi)的甲烷得到濃縮； c.降壓釋放步驟一將吸附床與處于步驟e的吸附床連通，使吸附床壓力逐步降至第二真空壓力，使吸附床內(nèi)的甲烷得到進(jìn)一步濃縮，降壓過程中釋放出的氣體作為步驟e的清洗氣； d.抽真空步驟——從吸附床入口側(cè)用抽真空設(shè)備對吸附床進(jìn)行抽真空，使吸附床壓力逐步降至第三真空壓力，將吸附在吸附床上的甲烷、水分、二氧化碳等易吸附組分逐步脫附下來，從抽真空設(shè)備出口得到較高甲烷濃度的甲烷氣； e.真空清洗步驟一將吸附床出口與處于步驟c的吸附床連通，在繼續(xù)對吸附床進(jìn)行抽真空的同時，用清洗氣對吸附床進(jìn)行逆向真空清洗，使吸附床壓力逐步降至第四真空壓力，利用抽真空設(shè)備降低總壓和清洗氣降低分壓的共同作用，進(jìn)一步將吸附在吸附床上的甲烷、水分、二氧化碳等易吸附組分脫附下來，從抽真空設(shè)備出口繼續(xù)得到較高甲烷濃度的甲烷氣； f.均壓升步驟一將吸附床出口與其它較高操作壓力的處于均壓降步驟的吸附床或其它中間罐連通，使吸附床得到部分升壓； g.終充步驟一將步驟a的凈化氣從吸附床出口引入吸附床，將吸附床充壓至常壓吸附壓力； h.循環(huán)步驟a 步驟g。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝流程，其特征在于低濃度煤礦瓦斯的甲烷濃度范圍是I 60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I和2所述的工藝流程，其特征在于低濃度煤礦瓦斯的甲烷濃度范圍是5 40%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝流程，其特征在于吸附床進(jìn)料氣體壓力為100 160kPa (A)(絕)，溫度為 10 40°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝流程，其特征在于吸附床內(nèi)裝填的吸附劑是活性炭或/和分子篩，或硅膠或活性氧化鋁與活性炭或/和分子篩的復(fù)合床。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝流程，其特征在于降壓濃縮步驟具體工藝是將吸附床與其它均壓升步驟的吸附床或其它中間罐連通，經(jīng)I 5次均壓降分步驟，將吸附床降壓至第一真空壓力，排出吸附床內(nèi)的富氮氧氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝流程，其特征在于降壓濃縮步驟具體工藝是先將吸附床與其它均壓升步驟的吸附床或其它中間罐連通，經(jīng)I 3次均壓降分步驟，排出部分富氮氧氣體；接著進(jìn)行抽真空返回分步驟操作，用抽真空返回設(shè)備對吸附床進(jìn)行抽真空，使吸附床降壓至第一真空壓力，將抽真空設(shè)備出口的富氮氧氣體排入進(jìn)料線與原料氣混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、6、7所述的工藝流程，其特征在于第一真空壓力范圍是15 60kPa ⑷。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝流程，其特征在于第二真空壓力范圍是10 50kPa(A)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝流程，其特征在于第三真空壓力范圍是5 25kPa(A)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工藝流程，其特征在于第四真空壓力范圍是3 20kPa(A)。
全文摘要
一種常壓吸附真空脫附提濃低濃度煤礦瓦斯的變壓吸附工藝。包含4座及4座以上數(shù)量的吸附床，任何時候至少有1座吸附床處于吸附步驟，任何時候至少有1座吸附床處于抽真空步驟或真空清洗步驟，每座吸附床依次經(jīng)歷吸附、降壓濃縮、降壓釋放、抽真空、真空清洗、均壓升和終充等步驟。該工藝可以將20％左右甲烷濃度的低濃度煤礦瓦斯提濃得到60％以上甲烷濃度的甲烷氣，并適合大規(guī)模提濃低濃度煤礦瓦斯。
文檔編號B01D53/047GK102728179SQ20121024657
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者張國瑞 申請人:北京信諾海博石化科技發(fā)展有限公司