[发明专利]用于煤层气发电与天然气产品生产的系统和方法

权利要求书

1.一种用于煤层气发电和天然气产品联产的方法，所述方法包括：

a)将原料煤层气与惰性气体混合而得到经稀释的煤层气，其中所述经稀释的煤层气中氧的含量不高于约12％(v/v)；

b)使由步骤a)获得的所述经稀释的煤层气经至少第一预处理而得到预处理后的煤层气流股，所述预处理后的煤层气流股中粉尘浓度为不高于约1ppm、硫含量为不高于约5ppm；

c)使由步骤b)获得的所述预处理后的煤层气流股经甲烷提浓处理而得到储备气和第一通过流股，所述储备气中甲烷的浓度为储备浓度且不低于约20％(v/v)；

d)使由步骤c)获得的所述储备气的至少一部分经天然气产品加工单元处理以获得天然气产品和第二通过流股；

e)使由步骤c)获得的所述第一通过流股的至少一部分经氧分离处理而获得发电流股和第三通过流股，所述发电流股中包含至少约0.5％(v/v)的甲烷，且所述第三通过流股中包含至少约95％(v/v)的惰性气体以及少于约3％(v/v)的氧；

f)使由步骤e)获得的所述发电流股的至少一部分经发电单元处理而用于发电；以及

g)使由步骤e)获得的所述第三通过流股的至少一部分作为步骤a)中所述惰性气体的至少一部分与所述原料煤层气混合；

其中所述天然气产品为液化天然气和/或压缩天然气。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括使所述经稀释的煤层气在所述第一预处理之后经第二预处理而得到预处理后的煤层气流股，所述预处理后的煤层气流股中粉尘浓度为不高于约1ppm，硫含量为不高于约5ppm，水蒸汽含量为不高于约10ppm,且二氧化碳含量为不高于约5ppm。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中所述发电流股中包含至少约20％(v/v)的氧。

4.据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述惰性气体包含氮气。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述惰性气体的至少一部分由不同于所述第三通过流股的来源提供。

6.一种用于煤层气发电和天然气产品联产的系统，所述系统包括：

混合单元，所述混合单元用于将原料煤层气与惰性气体混合而得到经稀释的煤层气，所述经稀释的煤层气中氧的含量不高于约12％(v/v)；

第一预处理单元，所述第一预处理单元与所述混合单元流体联通，并且使所述经稀释的煤层气经第一预处理而得到预处理后的煤层气流股，所述预处理后的煤层气流 股中粉尘浓度为不高于约1ppm、硫含量为不高于约5ppm；

甲烷提浓单元，所述甲烷提浓单元与所述预处理单元流体连通，并且使所述预处理后的煤层气流股经甲烷提浓处理而得到储备气和第一通过流股，所述储备气中甲烷的浓度为储备浓度且不低于约20％(v/v)；

储罐，所述储罐用于接收和/或储存所述储备气并且与所述甲烷提浓单元流体连通；

天然气产品加工单元，所述天然气产品加工单元与所述储罐流体连通，并且使所述储备气的至少一部分经加工产生天然气产品和第二通过流股；

氧分离单元，所述氧分离单元与所述甲烷提浓单元流体连通，并且使所述第一通过流股的至少一部分经氧分离处理而产生发电流股和第三通过流股，所述发电流股中包含至少约0.5％(v/v)的甲烷，且所述第三通过流股中包含至少约95％(v/v)的惰性气体以及少于约3％(v/v)的氧；以及

发电单元，所述发电单元与所述氧分离单元、所述储罐和/或所述天然气产品加工单元流体连通，并且使所述发电流股的至少一部分经处理而产生电能；

其中所述氧分离单元与所述混合单元流体连通，并且所述第三通过流股的至少一部分作为所述惰性气体的至少一部分与所述原料煤层气混合而得到经稀释的煤层气；

其中所述天然气产品为液化天然气和/或压缩天然气。

7.根据权利要求6所述的系统，其还包括第二预处理单元，所述第二预处理单元与所述第一预处理单元流体连通，并且使经所述第一预处理的煤层气经第二预处理而得到预处理后的煤层气流股，所述预处理后的煤层气流股中粉尘浓度为不高于约1ppm，硫含量为不高于约5ppm，水蒸汽含量为不高于约10ppm,且二氧化碳含量为不高于约5ppm。

8.根据权利要求6-7中任一项所述的系统，其中所述发电流股中包含至少约20％(v/v)的氧。