一种两段式含氧煤层气深度脱氧方法

摘要

本发明属于气体分离领域，尤其涉及一种两段式含氧煤层气深度脱氧方法。本发明通过采用膜分离和溶液吸收反应两段脱氧工艺，脱氧后煤层气中氧气的脱除率可达99%以上；本发明中的两段煤层气脱氧工艺的操作温度都比较低，可有效地避开甲烷的爆炸极限，具有更好的安全性。本发明与现有的煤层气脱氧方法相比具有操作条件简单，可在常温、常压下脱氧，处理负荷大、氧气脱除率高和安全性高的优点；本发明对煤层气资源综合利用，对于改善和优化能源结构、保障煤矿安全生产、降低煤矿生产成本、减少大气污染具有重要的经济和环境意义。

主权项

1.一种两段式含氧煤层气深度脱氧方法，其特征在于包括如下步骤：1）对抽采出的低浓度煤层气进行水、油及有害气体的吸附脱除；2）将所述步骤1）得到的煤层气至少连续通入两级中空纤维膜组件处理单元，进入第一段的膜分离脱氧，实现初步脱氧；3）将所述步骤2）得到的煤层气通入到加入了催化剂的硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)和氢氧化钠(NaOH)的混合液的固定床吸收塔中，在催化剂和卤钨灯的作用下进行光化学催化氧化脱氧，进入第二段脱氧工艺；煤层气中的氧气与硫代硫酸钠发生氧化还原反应，实现深度脱氧，从固定床吸收塔出来的气体经过干燥器除湿后得到合格的煤层气产品；所述步骤3）中所使用的催化剂为一种复合型催化剂，硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)与氢氧化钠物质的量之和和催化剂的摩尔比范围是12000：1-22000:1；这种催化剂是由水滑石经稀盐酸分解并去除不溶物之后和四羧酸基酞菁配合物在水溶液中通过离子交换而成，每g催化剂中应含有四羧酸基酞菁配合物的浓度范围为：25-60；所述四羧酸基酞菁配合物为四羧酸基酞菁锌ZnPc(COOH)₄、四羧酸基酞菁钴CoPc(COOH)₄、四羧酸基酞菁铜CuPc(COOH)₄、四羧酸基酞菁铁FePc(COOH)₄、四羧酸基酞菁镍NiPc(COOH)₄和四羧酸基酞菁锰MnPc(COOH)₄中的一种或按任意质量比混合的几种。