[发明专利]一种低压下由煤层气生产天然气的方法

权利要求书

1.一种低压下由煤层气生产天然气的方法，其特征在于，工艺过程由吸附、置换提浓、 和抽真空步骤组成；

吸附过程

采用2～6个吸附塔，吸附塔内装2～3种高效的CH₄吸附剂，来自煤层气抽取设备的瓦 斯气，温度为常温，压力小于0.05MPa.G，直接在低压下进入低压煤层气瓦斯提浓装置的吸 附塔内；在其中CH₄吸附剂的选择吸附下，煤层气中的H₂O和CH₄组分被吸附剂吸附下来，未 被吸附的空气组分则从塔顶流出，直接高点排空；

当被吸附的CH₄传质区前沿到达床层出口时，停止吸附；

所述吸附塔中的吸附剂为硅胶类、活性碳类或分子筛类吸附剂；

在吸附过程后，为置换提浓过程：

吸附过程结束后，用低压、高浓度CH₄，顺着吸附塔的吸附方向对吸附塔进行置换，将 吸附塔死空间内的空气置换出去；

经过置换提浓过程后的吸附塔内的总CH₄浓度即可达到90％～99％；

抽真空过程

通过抽真空的方式将吸附的CH₄从吸附剂中抽出来，从而获得高浓度的CH₄产品，产品 CH₄的最高浓度可以到达99％；

2-6个吸附塔交替进行以上的操作即可获得连续的天然气。

2.按照权利要求1所述的一种低压下由煤层气生产天然气的方法，其特征在于，

置换出的气体在置换完吸附塔后，可以直接排放，也可再次进入其它吸附塔，或者返回 装置入口回收。

3.按照权利要求1或2所述的一种低压下由煤层气生产天然气的方法，其特征在于， 还带有最终升压过程：

在抽真空过程完成后，用排放气将吸附塔压力升至吸附压力。

4.按照权利要求3所述的一种低压下由煤层气生产天然气的方法，其特征在于，具体 的CH₄提浓工艺过程由吸附、均压降压、置换提浓、抽真空和最终升压步骤组成：

a.吸附过程

来自煤层气抽取设备的瓦斯气，温度为常温，压力小于0.05MPa.G，直接在低压下进入 低压煤层气瓦斯提浓装置的吸附塔A内，煤层气经程控阀1A首先进入吸附塔A，在其中CH₄吸附剂的选择吸附下，煤层气中的H₂O和CH₄组分被吸附剂吸附下来，未被吸附的空气组分 则从吸附塔A顶流出，经程控阀2A和压力调节阀PV01稳压后直接高点排空；

当被吸附的CH₄传质区前沿到达床层出口时，关掉该吸附塔的进气阀和出口阀，停止吸 附；

b.均压降压过程

在吸附过程结束后，打开3A阀和其它已经完成抽真空再生过程的低压吸附塔的3号阀， 使处于较高压力的吸附塔A与处于真空压力状态的吸附塔接通，从而自然地将高压吸附塔内 的CH4放入其它已完成再生的较低压力吸附塔中，实现高压吸附塔的降压过程；

c.置换提浓过程

在吸附剂吸附CH₄饱和后，打开5A阀，再用来自产品缓冲罐中的低压、高浓度CH₄气经 过调节阀PV02调节后，通入吸附塔，顺着吸附塔的吸附方向将吸附塔死空间内的空气置换 出去；

置换出的气体从3A阀排出，这些置换排放气可以通过阀KV6直接放空；

可以通过KV7进入中间缓冲罐V01，再通过其它吸附塔的3号阀回收进其它吸附塔中；

或者不设中间缓冲罐V01，直接通过其它吸附塔的3号阀回收进其它吸附塔；

也可通过KV8阀回收进入原料气；

经过置换提浓过程后的吸附塔内的总CH₄浓度即可达到90％～99％；

d.抽真空过程

在置换提浓过程结束后，打开4A阀，逆着吸附方向将被吸附剂所吸附的CH₄抽出来； 抽出来的产品CH₄送产品CH₄缓冲罐，产品CH₄的最高浓度可以达到99％；

真空泵通过交替从各吸附塔中抽出高浓度CH₄获得连续的达到天然气标准的CH₄产品， 对于吸附塔数量较少，以致各吸附塔的抽真空过程不连续的情况，装置内设置真空缓冲罐 V02，在没有任何吸附塔处于抽真空过程时即真空间断期，打开KV9，用真空泵抽真空缓冲罐 V02，从而使得产品CH₄气更加连续；

e.最终升压过程

在抽真空过程完成后，打开2A阀，用排放气将吸附塔压力升至吸附压力；

在此步骤前增加均压升压步骤：先将吸附塔A的3号阀门与其它处于低压的吸附塔的3 号阀打开，使两个压力不同的吸附塔接通，处于相对高压状态的A塔中的部分CH₄将自动进 入低压的吸附塔中被回收；

经这一过程后吸附塔便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，又为下一次吸附做好 了准备；

2-6个吸附塔交替进行以上的操作即可获得连续的天然气。