The utility model discloses a coalbed methane deoxidization and denitrification concentrating device based on product methane replacement, including a compressor, a buffer tank, a two-stage pressure swing adsorption device and a vacuum pump; through the concentrating device, the coalbed methane whose methane concentration is less than 20% can be purified, and the oxygen concentration in the final product gas is less than 0.3%, and the methane concentration is more than 90%. The beneficial effects of the utility model are as follows: realizing the purpose of purifying low-concentration coalbed methane to produce high-concentration methane; replacing partial nitrogen gas in the adsorption tower by methane replacement in the separation process to improve methane recovery rate; using nitrogen gas generated in the second stage separation process as purge gas during the regeneration of the first stage adsorption tower, reducing energy consumption and reducing methane and methane at the first stage regeneration outlet. Oxygen concentration eliminates the danger of regenerated gas entering explosion limit and ensures the safety of adsorption process.
【技术实现步骤摘要】
一种基于产品气甲烷置换的煤层气脱氧除氮浓缩装置
本技术涉及的是变压吸附气体分离
,特别涉及一种基于产品气甲烷置换的煤层气脱氧除氮浓缩装置。
技术介绍
煤层气是热值高、无污染的优质能源。我国煤层气资源丰富,但低浓度煤层气占比较高。我国每年因采煤和其他活动排放超过12亿立方米低浓度煤层气。目前我国对这部分气体的利用率仅占总排放量的5%~7%,绝大部分排放到大气中,不仅浪费资源,而且会引起大气污染。制约低浓度煤层气利用的一个重要因素是甲烷提纯技术不够成熟,工艺流程研究不够深入。如果将其所含甲烷纯度提高到90%以上,就能作为高能燃料和化工原料适用,降低能源浪费。煤层气利用率低的另一个主要原因是在抽采过程中混入了大量的空气致使煤层气中含有大量的氧气,给煤层气的利用带来了一些安全隐患,也进一步制约了煤层气的综合开发利用。如果将其所含氧气浓度降低到1%以下,将有助于提高煤矿安全、降低环境污染。变压吸附由于投资小、运行成本低等优势在气体分离领域应用广泛。专利CN85103557A描述了一种变压吸附浓缩煤层气的技术,以活性炭为吸附剂,在压力为0.5~1.0Mpa的条件下可以将甲烷提浓到95%以上。采用该技术在河南焦作矿务局建成我国第一套处理煤层气气量为1.2万m3/天的工业实验装置,成功地将煤层气中的甲烷体积分数由30.4%提高至63.9%,增加置换步骤后可进一步提高至99.4%。由于在吸附过程中存在安全隐患,该技术很难得到大范围推广。其他专利也都提出了类似的工艺方法,但均无法避免甲烷和氧气混合物处于爆炸极限范围内的情况,存有较大的安全隐患。专利CN105879577 ...
【技术保护点】
1.一种基于产品气甲烷置换的煤层气脱氧除氮浓缩装置,其特征在于,包括压缩机、第一级进气缓冲罐、第一级产气缓冲罐、第二级氮气缓冲罐、第一吸附塔、第二吸附塔、第三吸附塔、第四吸附塔、第五吸附塔、第六吸附塔及其各塔进气控制阀、抽空控制阀、均压控制阀、顺/逆放控制阀、产气及吹扫控制阀、抽空控制阀,单向阀,最终产品气缓冲罐、真空泵;所述第一级进气缓冲罐一端与所述压缩机连接,另一端与所述第一级进气控制阀分别与所述第一级第一/二/三吸附塔进气端相连;所述第一级第一/二/三吸附塔分别通过第一级抽空控制阀与所述真空泵相连;所述第一级均压控制阀,一端通过同一管道相互连通,另一端分别与所述第一级第一/二/三吸附塔连接;所述第一级产气控制阀一端与所述第一级第一/二/三吸附塔上端连接,另一端均与所述单向阀一端连接,所述单向阀另一端与所述第一级产气缓冲罐连接;所述第一级产气缓冲罐另一端与所述第二级进气控制阀连接且与所述第二级第四/五/六吸附塔进气端相连,所述第二级第四/五/六吸附塔分别通过第二级抽空控制阀与所述真空泵相连;所述真空泵另一端与所述最终产品气缓冲罐相连;所述最终产品气缓冲罐与所述单向阀连接,另一端与所 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于产品气甲烷置换的煤层气脱氧除氮浓缩装置,其特征在于,包括压缩机、第一级进气缓冲罐、第一级产气缓冲罐、第二级氮气缓冲罐、第一吸附塔、第二吸附塔、第三吸附塔、第四吸附塔、第五吸附塔、第六吸附塔及其各塔进气控制阀、抽空控制阀、均压控制阀、顺/逆放控制阀、产气及吹扫控制阀、抽空控制阀,单向阀,最终产品气缓冲罐、真空泵;所述第一级进气缓冲罐一端与所述压缩机连接,另一端与所述第一级进气控制阀分别与所述第一级第一/二/三吸附塔进气端相连;所述第一级第一/二/三吸附塔分别通过第一级抽空控制阀与所述真空泵相连;所述第一级均压控制阀,一端通过同一管道相互连通,另一端分别与所述第一级第一/二/三吸附塔连接;所述第一级产气控制阀一端...
【专利技术属性】
技术研发人员:孙星星,丁艳宾,郝小非,张银年,胡宏杰,
申请(专利权)人:郑州富龙新材料科技有限公司,
类型:新型
国别省市:河南,41
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