[发明专利]低浓度煤矿瓦斯变压吸附提浓甲烷工艺

摘要

一种常压吸附真空脱附提浓低浓度煤矿瓦斯的变压吸附工艺。包含4座及4座以上数量的吸附床，任何时候至少有1座吸附床处于吸附步骤，任何时候至少有1座吸附床处于抽真空步骤或真空清洗步骤，每座吸附床依次经历吸附、降压浓缩、降压释放、抽真空、真空清洗、均压升和终充等步骤。该工艺可以将20％左右甲烷浓度的低浓度煤矿瓦斯提浓得到60％以上甲烷浓度的甲烷气，并适合大规模提浓低浓度煤矿瓦斯。

主权项

一种常压吸附真空脱附提浓低浓度煤矿瓦斯的变压吸附工艺，其特征在于：包含4座及4座以上数量的吸附床，任何时候至少有1座吸附床处于吸附步骤，任何时候至少有1座吸附床处于抽真空步骤或真空清洗步骤，每座吸附床依次经历以下操作步骤：a.吸附步骤——将煤层抽放设备排出的较低甲烷浓度的煤矿瓦斯自吸附床入口引入吸附床，在常温、常压下经过吸附床过程中，瓦斯中的甲烷、水分、二氧化碳等易吸附组分被吸附床内装填的吸附剂吸附下来，瓦斯中的氮气、氧气等不易吸附组分则穿过吸附床作为净化气从吸附床出口排出，当吸附床的吸附前沿即将穿透吸附床时，停止吸附；b.降压浓缩步骤——将吸附床压力逐步降至第一真空压力，排出低甲烷浓度的富氮氧气体，使吸附床内的甲烷得到浓缩；c.降压释放步骤——将吸附床与处于步骤e的吸附床连通，使吸附床压力逐步降至第二真空压力，使吸附床内的甲烷得到进一步浓缩，降压过程中释放出的气体作为步骤e的清洗气；d.抽真空步骤——从吸附床入口侧用抽真空设备对吸附床进行抽真空，使吸附床压力逐步降至第三真空压力，将吸附在吸附床上的甲烷、水分、二氧化碳等易吸附组分逐步脱附下来，从抽真空设备出口得到较高甲烷浓度的甲烷气；e.真空清洗步骤——将吸附床出口与处于步骤c的吸附床连通，在继续对吸附床进行抽真空的同时，用清洗气对吸附床进行逆向真空清洗，使吸附床压力逐步降至第四真空压力，利用抽真空设备降低总压和清洗气降低分压的共同作用，进一步将吸附在吸附床上的甲烷、水分、二氧化碳等易吸附组分脱附下来，从抽真空设备出口继续得到较高甲烷浓度的甲烷气；f.均压升步骤——将吸附床出口与其它较高操作压力的处于均压降步骤的吸附床或其它中间罐连通，使吸附床得到部分升压；g.终充步骤——将步骤a的净化气从吸附床出口引入吸附床，将吸附床充压至常压吸附压力；h.循环步骤a～步骤g。