[发明专利]一种低浓度甲烷的煤层气精过滤系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气过滤系统，尤其涉及一种低浓度甲烷的煤层气精过滤 系统。

背景技术

目前煤层气的分离方法主要是低温精馏法，变压吸附分离法，膜分离法， 水合物物法。近几年，有一些研究者对汽油，柴油等有机溶剂吸收甲烷的气液 相组成进行了测定和计算，并选择了合适的热力学模型。但目前的现有技术操 作条件要求高，能耗大，设备投资大，部分技术采用膜法分离气体的技术，该 针对膜的选择性低、膜成本高、力学性能差等制约了膜分离技术在煤层气分离 领域的应用。而且过高的压力会产生安全隐患，不适合在含氧煤层气分离中采 用，因此，存在改进空间。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种低浓度甲烷的煤层气精 过滤系统。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括第一吸收塔、第一闪蒸塔、第一换热器、第二吸收塔、第二闪 蒸塔、增压泵、物料混合器、第二换热器、第三吸收塔和解吸塔，所述第一吸 收塔设置有尾气入口和溶剂入口，所述第一吸收塔的上端出口与所述第二吸收 塔的第一入口连接，所述第一吸收塔的下端出口与所述第一闪蒸塔的入口连接， 所述第一闪蒸塔的出口通过第一换热器与所述第二吸收塔的第二入口连接，所 述第二吸收塔的下端出口与所述第二闪蒸塔的入口连接，所述第二闪蒸塔的第 一出口通过所述第二换热器与所述第三吸收塔的第一入口连接，所述第二闪蒸 塔的第二出口通过所述增压泵和所述物料混合器与所述第三吸收塔的第二入口 连接，所述第三吸收塔的下端出口与所述解吸塔的入口连接，所述解吸塔的下 端出口与所述第二吸收塔的回收入口连接，所述解吸塔的上端出口为净化气出 口。

本发明具体操作方法为：

(1)采用连续循环吸收的方法对煤层气吸收净化，煤层气从第一吸收塔的 塔底进入与来自塔顶的四氯化碳溶剂逆流接触吸收，由上面四氯化碳对煤层气 的溶解度曲线可以知道四氯化碳对二氧化碳的溶解选择性最好，所以在第一吸 收塔中主要作用是吸收了全部的CO₂，和5％的甲烷，

(2)第一吸收塔的吸收液经过第一闪蒸塔，闪蒸分离第一吸收塔吸收的少 量的5％的甲烷从塔顶排出，第一闪蒸塔塔底的闪蒸的液体进入第二吸收塔，经 过第二吸收塔后，塔顶主要是将大量的氮气和氧气排出，第二吸收塔在新加的 溶剂四氯化碳的作用下，甲烷被全部吸收；

(3)第二吸收塔底的吸收液经过第二闪蒸塔的闪蒸，第二闪蒸塔闪蒸的气 体从塔顶出来在进入第三吸收塔的塔底，吸收剂是来自第二闪蒸塔底部的四氯 化碳的一部分；

(4)经过第三吸收塔的再次吸收，由于氮气和氧气在四氯化碳中的溶解效 果比甲烷的差，所以第三吸收塔的顶部闪蒸出去的是大量的氮气和氧气。最后 从第三吸收塔塔低出来的富含甲烷的四氯化碳溶液进入解吸塔进行解吸其中的 甲烷气体，塔底则是四氯化碳贫液，可以继续循环回至第二吸收塔中充当吸收 剂。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种低浓度甲烷的煤层气精过滤系统，与现有技术相比，本发明 将进料的低浓度煤层气(甲烷进料体积分数为5％)浓缩到34％，回收率73.4％； 达到国家三级煤层气使用指标，可考虑用于工业及民用燃料，发电。最后提出 了低成本，低能耗，工艺简单，容易操作的煤层气分离浓缩的方法。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：B1-第一吸收塔、B2-第一闪蒸塔、B3-第一换热器、B4-第二吸收塔、 B5-第二闪蒸塔、B6-增压泵、B7-物料混合器、B8-第二换热器、B9-第三吸收塔、 B10-解吸塔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：