[发明专利]一种低浓度含氧煤层气的脱氧方法及设备

权利要求书

1.一种低浓度含氧煤层气的脱氧方法，其特征在于包含如下步骤：

 (1)系统低温启动：首先利用煤层气或电加热烘炉，预热固定床脱氧反应器至300-500℃；

(2)含氧煤层气经阻火器、预热器和预热器旁路，从固定床脱氧反应器上部的含氧煤层气进口进入反应器，沿挡板向下折流流动，从列管下部列管气体进口进入含有脱氧催化剂的列管中进行脱氧反应，控制反应温度350-650℃，操作压力0-0.4MPa，气体体积空速2000-20000h^-1，热的脱氧煤层气从固定床脱氧反应器顶部的脱氧煤层气出口流出反应器；

(3)热的脱氧煤层气进入预热器与冷的含氧煤层气换热，调节预热器旁路的阀门控制含氧煤层气的通过换热器的流量，预热气体温度至150-450℃，脱氧煤层气降温至350℃以下；

(4)降温的脱氧煤层气进入冷却器，冷却至50℃以下，脱水后，进入煤层气输送管路。

2.如权利要求1所述的一种低浓度含氧煤层气的脱氧方法，其特征在于所述的含氧煤层气中甲烷的体积百分含量75-95%，氧的体积百分含量1-4%；氮气的体积百分含量4-20%。

3.如权利要求1所述的一种低浓度含氧煤层气的脱氧方法，其特征在于所述的脱氧催化剂为负载型金属催化剂，以Cu为催化活性组分，活性组分含量5-20wt%，载体氧化铝含量80-95wt%，催化剂粒径0.2-1.2mm，孔容0.4-0.7cm³/g，堆密度0.6-1.2g/cm³。

4.如权利要求1所述的一种低浓度含氧煤层气的脱氧方法，其特征在于所述的预热器是列管式换热器、翅片式换热器、螺旋板式换热器或板翅式换热器。

5.如权利要求1所述的一种低浓度含氧煤层气的脱氧方法，其特征在于所述的冷却器的冷却介质是水或空气。

6.如权利要求1所述的一种低浓度含氧煤层气的脱氧方法，其特征在于所述的脱氧煤层气中氧的体积百分含量小于0.2%。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种低浓度含氧煤层气的脱氧方法使用的固定床脱氧反应器，其特征在于固定床脱氧反应器包括壳体（7）、上封头（8）、下封头（9）、含氧煤层气进口（10）、脱氧煤层气出口（11）、测温口（12）、列管（13）、管板（14），壳体（7）内布置竖直的列管（13），列管的上端固定在与壳体（7）连接的管板（14）上，列管的管间装有至少3块折流挡板（15），在管板（14）之下的壳体（7）上部有含氧煤层气进口（10），上封头（8）顶部有脱氧煤层气出口（11），下封头（9）有有测温口（12）。

8.如权利要求7所述的一种低浓度含氧煤层气的脱氧方法使用的固定床脱氧反应器，其特征在于所述的列管(13)的直径25-89mm。

9.如权利要求7所述的一种低浓度含氧煤层气的脱氧方法使用的固定床脱氧反应器，其特征在于所述的列管(13)下端是列管气体进口(16)，上端是列管气体出口(20)，列管(13)内下部有支撑填料(17)，中部是催化剂床层(18)，上部有填料(19)。

10.如权利要求7所述的一种低浓度含氧煤层气的脱氧方法使用的固定床脱氧反应器，其特征在于所述的折流挡板(15)为圆缺挡板，缺口面积为圆形整体面积的10-30%，挡板间距300-600mm。