一种带吸附塔排气端抽排步骤的煤矿乏风瓦斯富集方法

摘要

本发明提供了一种提高真空变压吸附富集煤矿乏风瓦斯浓度的方法。它是通过抽真空的方法，从解吸阶段获得产品气。为提高产品气中甲烷气体的体积分数，在抽真空初始阶段从吸附塔排气端抽气，抽出的这部分气体再返入原料气中。本发明中吸附塔内使用的吸附剂为对甲烷具有选择性吸附能力的吸附剂可以为活性炭、沸石分子筛、MOF。本发明中控制吸附压力在0.16MPa以内，可以在较低能耗下将煤矿乏风瓦斯中的甲烷加以富集，实现煤矿乏风瓦斯中甲烷气体的利用，同时可以减少温室气体的排放。本发明还可以用于其它富甲烷、二氧化碳、一氧化碳等强吸附组分气体的富集提浓。

主权项

一种带吸附塔排气端抽排步骤的煤矿乏风瓦斯富集方法，其特征是通过真空变压吸附的方法实现低浓度瓦斯气体的富集，并在吸附过程中引入抽真空排放的工艺步骤；所述真空变压吸附方法中甲烷气体为强吸附组分，富含甲烷的产品气在降压解吸过程中获得，真空变压吸附中抽真空的气体部分排放；所述真空变压吸附方法中使用的吸附剂为对甲烷具有选择性吸附能力的吸附剂，吸附剂为沸石分子筛、活性炭或金属有机骨架材料；其中，变压吸附分离装置包含2个吸附塔；真空变压吸附法的工艺流程主要包括升压、吸附、均压降、抽真空排放、抽真空、均压升这六个步骤；所述真空变压吸附工艺参数如下：吸附压力控制在绝压0.1MPa～0.16MPa之内，降压解吸压力控制在绝压0.01MPa～0.08MPa之内；完成吸附过程的吸附塔在均压降结束后，先利用真空泵从吸附塔排气端抽气，此部分气体不进入产品气中；采用的富集装置由以下部分组成：鼓风机（1）、进气缓冲罐（2）、第一进气控制阀（3A）、第二进气控制阀 (3B)、第一抽真控制阀(4A)、第二抽真控制阀(4B)、第一吸附塔(5A)、第二吸附塔(5B)、第一排放气控制阀(6A)、第二排放气控制阀(6B)、第一均压控制阀(7A)、第二均压控制阀(7B)、第一抽排控制阀(8)、第二抽排控制阀(13)、第三抽排控制阀(14)、单向阀(9)、排放气缓冲罐(10)、排放气流量调节阀(11)、真空泵(12)；鼓风机（1）经进气缓冲罐(2)通过第一进气控制阀(3A)和第二进气控制阀(3B)分别与第一吸附塔(5A)和第二吸附塔(5B)下端相连；第一吸附塔(5A)通过第一抽真控制阀(4A)与真空泵(12)相连，第二吸附塔(5B)通过第二抽真控制阀(4B)与真空泵(12)相连;第一吸附塔(5A)、第一抽排控制阀(8)一端与第一均压控制阀(7A)、第二均压控制阀(7B)相连，另一端与真空泵（12）相连，实现吸附塔排气端的抽真空步骤；第二抽排控制阀（13）连接真空泵排气端和鼓风机入口端；第三抽排控制阀(14)一端与真空泵相连，另一端作为产品气的输出端；第一排放气控制阀(6A)和第二排放气控制阀(6B)一端分别与第一吸附塔(5A)和第二吸附塔(5B)上端相连，另一端经单向阀(9)与排放气缓冲罐(10)、排放气流量调节阀(11)相连。