[发明专利]一种含氧煤层气的流化床催化脱氧方法及设备

权利要求书

1.一种含氧煤层气的流化床催化脱氧方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)系统低温启动：首先汽包注水，控制汽包液位在安全范围；然后利用煤层气烘炉，预热流化床脱氧反应器至300-400℃，即催化剂的最低引燃温度以上；

(2)含氧煤层气从含氧煤层气入口喷嘴直接进入流化床脱氧反应器，喷嘴气速30-60m/s，控制流化床反应器的操作压力0-0.4MPa，表观气速0.2-2.0m/s；

(3)粒径40-1000μm脱氧催化剂颗粒装入进料斗，在吹送气作用下加入流化床脱氧反应器；

(4)煤层气中的甲烷和氧在流化床脱氧反应器内进行低温催化燃烧反应，气固接触时间2-10s，反应温度350-650℃；

(5)气体携带部分固体催化剂颗粒向上运动，从流化床脱氧反应器顶部出口进入一、二级旋风分离器，收集的固体催化剂颗粒在回料控制阀和吹送气控制下，循环进入流化床脱氧反应器；

(6)旋风分离器粗除尘后的脱氧煤层气经高温过滤器除去微细催化剂粉尘后，送后系统使用。

2.如权利要求1所述的一种含氧煤层气的流化床催化脱氧方法，其特征在于所述的含氧煤层气中甲烷的体积百分含量30-80％，氧的体积百分含量5-15％，氮气的体积百分含量20-60％。

3.如权利要求1所述的一种含氧煤层气的流化床催化脱氧方法，其特征在于所述的脱氧煤层气中氧的体积百分含量小于0.5％。

4.如权利要求1所述的一种含氧煤层气的流化床催化脱氧方法，其特征在于所述的脱氧催化剂为球形的非贵金属催化剂，以Co、Fe、Cu、Mn中的一种或几种为催化活性组分，活性组分含量5-30％，氧化铝含量70-90％，其它金属助剂含量2-10％，催化剂粒径40-1000μm，孔容0.45-0.75cm³/g，堆密度0.6-1.0g/ml。

5.如权利要求1所述的一种含氧煤层气的流化床催化脱氧方法，其特征在于所述的吹送气是脱氧煤层气、甲烷气或氮气。

6.如权利要求1所述的一种含氧煤层气的流化床催化脱氧方法，其特征在于所述的高温过滤器是烧结金属丝网过滤器、烧结金属粉末过滤器或者陶瓷过滤器。

7.一种流化床脱氧反应器，它是由壳体(19)，含氧煤层气入口喷嘴、列管换热器(2)、脱氧煤层气出口(16)、脱氧催化剂颗粒入口(17)、催化剂颗粒排料口(18)、冷却水入口(15)和蒸汽出口(14)组成，壳体(19)内布置竖直的列管换热器(2)，列管的下端并联与冷却水入口(15)连接，列管的上端并联与蒸汽出口(14)连接，冷却水入口(15)和蒸汽出口(14)与汽包(3)相连，壳体(1)的下部为锥体，锥体上有两排含氧煤层气上层进气喷嘴(12)和含氧煤层气下层进气喷嘴(13)，锥体底部为催化剂颗粒排料口(18)，壳体(1)的侧面有脱氧催化剂颗粒入口(17)，顶部有脱氧煤层气出口(16)。

8.如权利要求7所述的如一种流化床脱氧反应器，其特征在于所述的壳体(19)下部锥形的锥顶角60-90°，含氧煤层气上层进气喷嘴(12)和含氧煤层气下层进气喷嘴(13)分别与水平圆周切线的夹角20-60°。

9.如权利要求7所述的如一种流化床脱氧反应器，其特征在于所述的列管换热器(2)的列管直径25-89mm。