含二氧化碳置换的变压吸附浓缩煤层气甲烷方法

摘要

本发明涉及一种含二氧化碳置换的变压吸附浓缩煤层气甲烷的方法。主要包括的步骤：原料气吸附、工质气体置换、床层再生、副产品气充压和工质气体回收等，其中，工质气体置换采用带压置换或常压置换操作方式，即在吸附压力下以二氧化碳置换吸附甲烷，或在常压下以二氧化碳置换吸附甲烷。本发明使甲烷成为塔顶产品，从而提高了产品气甲烷的浓度和收率，从甲烷浓度为20％的煤层气得到的产品气，甲烷浓度可达90％以上，回收率高达90％。适用于不同甲烷含量的煤层气，可以较低的成本将低甲烷浓度的煤层气变成高品质的天然气燃料，产品气可利用管道输送，亦可装罐储存。

主权项

一种含二氧化碳置换的变压吸附浓缩煤层气甲烷的方法，其特征在于：主要包括：原料气吸附、工质气体置换、床层再生、副产品气充压和工质气体回收，所述的工质气体置换采用带压置换操作方式，即在吸附压力下以二氧化碳置换吸附甲烷，具体工艺步骤：1)吸附：原料煤层气在常温下进入吸附塔，吸附压力为0.3‑1.0MPa，原料气中的强吸附组分甲烷在吸附剂床层中得到富集，弱吸附组分氮气则从塔顶流出；当吸附塔中的甲烷浓度分布前沿移至靠近塔顶位置但尚未穿透吸附塔顶端时，停止进气，吸附阶段结束；2)吸附压力下的二氧化碳置换：吸附步骤结束后，二氧化碳持续进入吸附塔，吸附剂上吸附的甲烷被二氧化碳置换出来，甲烷气体得到进一步的富集，并在塔顶流出成为产品气，当二氧化碳的浓度分布前沿接近吸附塔顶端时，停止通入二氧化碳，置换步骤结束；3)再生：置换步骤结束后，采用以副产品氮气吹扫或抽真空的方式使吸附塔再生；4)充压：将副产品氮气通入再生后的吸附塔，将塔内压力充至吸附压力；5)工质回收：以抽真空方法再生吸附塔，将抽出来的二氧化碳送入缓冲罐，加压后循环使用；或以氮气吹扫方法再生，采用溶剂吸收或通用的分离方法分离N2/CO2，将回收后的二氧化碳循环使用。