[实用新型]含空气煤层气液化分离设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气体液化分离设备，特别涉及含空气煤层气的液化分离设备。

背景技术

煤层气也称非常规天然气或矿井瓦斯，其主要成分是甲烷。它不仅是一种宝贵的清洁能源，也是重要的化工原料。我国的煤层气资源极为丰富，但开发的比较少，几乎没有工业上的应用。据了解，我国每年排入大气的煤层气占全世界采煤排放的煤层气总量的三分之一，这不但造成了严重的大气污染，也是很大的资源浪费。

煤层气的特点是单井产量不很高，除就近使用外，铺设管道外输常常不合算。尤其是采煤过程中抽放的煤层气，因为压力低，甲烷含量低，而且其中混有空气，空气中的氧气是危险的助燃剂，这就给煤层气的加工和运输带来了困难，放空浪费的就更严重，这个问题一直没有得到很好的解决。如果把含空气煤层气中的煤层气(主要是甲烷)和空气分离出来并将提纯后的煤层气液化，这就极大地方便了运输和利用。

液化天然气技术从上世纪六十年代就开始商业化，至今已有三、四十年的历史。我国液化天然气产业正处于发展阶段，国内对各种液化天然气的循环已基本掌握。但不论是国外或者国内，液化天然气技术都是针对纯度较高、不含空气的天然气。对含空气的煤层气的分离和液化，还没有引起人们的重视，含空气煤层气放空排放的现象仍然十分严重。

常规的分离方法有吸收法、吸附法、薄膜渗透法和低温精馏法等。前面几种方法，分离的纯度很难达到要求，有的回收率低，有的还需要加热，含空气煤层气在高温下易爆炸，存在安全隐患，因此没有得到应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种含空气煤层气的液化分离设备，采用低温双级精馏设备，双塔分别分离含空气煤层气中的煤层气和空气、氮气和含氧空气。使用该设备分离含空气煤层气，其液化煤层气的产品纯度可以达到99.9％以上，排放的空气中甲烷含量小于万分之一，整套设备简单、操作简便。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种含空气煤层气液化分离设备，包括压缩净化设备、制冷设备和液化分离设备，所述液化分离设备包括有换热器，压缩净化设备的原料气输出管路与液化分离设备中的热介质通道连接，制冷设备的制冷气管路与液化分离设备的换热器冷介质通道连接，所述液化分离设备包括第一分馏塔与换热器相连，第一分馏塔顶部具有冷凝器、底部具有蒸发器，第一分馏塔顶部出口连接有第二分馏塔，第二分馏塔顶部具有冷凝蒸发器。

其中，所述第二分馏塔底部出口通过设有节流减压阀的管路依次连接第二分馏塔顶部的冷凝蒸发器的冷介质通道以及制冷设备的换热器冷介质通道；所述第二分馏塔顶部的气体出口连接换热器的冷介质通道；所述制冷设备为气体膨胀制冷设备或混合制冷剂制冷设备；所述第一份分馏塔的冷凝器与蒸发器的冷介质通道均与制冷设备相连。

本实用新型所能达到的有益效果是：本实用新型含空气煤层气液化分离设备是专为含空气煤层气设计的分离液化过程，采用双级精馏设备，第一级分馏塔先分离甲烷和空气，得到纯度极高的液态煤层气，第二级分馏塔再分离空气中的氮气和其它组分，得到纯度极高的氮气；该套设备利用含空气煤层气的三组分特点而设计，分离效率高，设备简单，所得产品纯度高，适宜推广应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1和实施例2压缩净化设备示意图；

图2为本实用新型实施例1制冷设备和液化分离设备示意图；

图3为本实用新型实施例2制冷设备和液化分离设备示意图。

具体实施方式

实施例1

参阅图1、图2，为本实用新型实施例1含空气煤层气液化分离设备示意图，包括三部分，压缩净化设备、制冷设备和液化分离设备。(图中虚线连接的两设备表示两者为同一设备)

参阅图1，为本实用新型实施例1压缩净化设备示意图。包括过滤器1、气液分离器2、压缩机3、冷却器4、气液分离器5、分子筛设备组，所述分子筛干燥设备组包括二台分子筛干燥机6、7，当第一台分子筛干燥机6工作时，第二台分子筛干燥机7加热再生然后冷却备用，每8小时切换一次。该分子筛干燥设备主要用来脱除水、二氧化碳。分子筛设备组后连接有过滤器9，还有加热器8。

压缩净化设备的工艺流程如下：

1、自排放管道来的含空气煤层气原料气首先经过滤器1除去灰尘；

2、除尘后的含空气煤层气进入气液分离器2气液分离后，气体进入压缩机3压缩；

3、压缩后经冷却器4冷却，再经过气液分离器5，除去游离水。