双流化床低浓度甲烷浓缩方法及其系统

摘要

本发明公开了一种双流化床低浓度甲烷浓缩方法，首先低浓度甲烷在鼓泡流化床吸附反应器内被吸附；然后部分吸附剂颗粒进入快速床解吸附反应器内发生解吸附，解吸附后进入旋风分离器；最后在旋风分离器中气固分离，吸附剂颗粒进入鼓泡流化床吸附反应器中被重复利用；水蒸气和甲烷组成的混合气体进入冷凝分离器分离，高浓度甲烷被分离出来。同时，本发明还公开了一种双流化床低浓度甲烷浓缩系统。该发明在功能不同的鼓泡流化床吸附反应器和快速床解吸附反应器中分别采用高压吸附和高温解吸的方法，实现对低浓度煤层气中甲烷的浓缩提纯，同时实现了矿区煤层气的高效利用和环境保护。

主权项

双流化床低浓度甲烷浓缩方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：A、将含有低浓度甲烷的煤层气输入鼓泡流化床吸附反应器（10）内，使鼓泡流化床吸附反应器（10）内的吸附剂颗粒处于鼓泡流态化状态，低浓度甲烷在鼓泡流化床吸附反应器（10）内0.3~0.7MPa的压力作用下被吸附剂颗粒吸附，吸附后的煤层气经背压阀（9）排出鼓泡流化床吸附反应器（10）；所述低浓度甲烷的煤层气是指甲烷体积含量在1～30％的煤层气；B、部分吸附剂颗粒在鼓泡流态化状态作用下落至J型回料阀（12），向J型回料阀（12）内通入水蒸气作为流化松动风，在流化松动风的作用下，J型回料阀（12）内的吸附剂颗粒下落至快速床解吸附反应器（1）内；快速床解吸附反应器（1）的外壁面设置电加热器（2），并向快速床解吸附反应器（1）内通入水蒸气作为流化风，使快速床解吸附反应器（1）处于200~400℃条件下；吸附剂颗粒在快速床解吸附反应器（1）内发生解吸附；解吸附后，快速床解吸附反应器（1）内部分吸附剂颗粒在流化风的作用下，经过提升管（3）带出快速床解吸附反应器（1）并进入旋风分离器（4）内；C、在旋风分离器（4）中进行气固分离后，解吸附后的吸附剂颗粒下落至吸附剂冷却装置（5），在吸附剂冷却装置（5）中，采用循环水对吸附剂颗粒进行冷却，冷却后的吸附剂颗粒经调节阀（6）后进入吸收剂储存器（7）内，通过调节吸收剂储存器（7）下部的颗粒控制阀（8）控制进入鼓泡流化床吸附反应器（10）中固体吸附剂颗粒的量，使进入鼓泡流化床吸附反应器（10）中的固体吸附剂颗粒被重复利用；经旋风分离器（4）分离后的水蒸气和甲烷组成的混合气体进入冷凝分离器（13），冷凝分离器（13）中采用循环水对混合气体进行冷却，水蒸气被冷凝成液态水，甲烷冷却后被分离出来，形成高浓度甲烷产品；所述鼓泡流化床吸附反应器（10）由其内竖直设置的分料隔板（11）分为左右两部分，颗粒控制阀（8）位于鼓泡流化床吸附反应器（10）的右部上方，所述J型回料阀（12）位于鼓泡流化床吸附反应器（10）的左部下方，所述背压阀（9）位于鼓泡流化床吸附反应器（10）的左部上方。