[发明专利]低浓度煤层气液化浓缩用防爆型精馏塔

说明书

技术领域

本发明属于液化分馏技术领域，具体涉及一种低浓度煤层气液化浓缩用防爆型精馏塔。

背景技术

煤层气属于煤矿生产中的伴生气。在煤矿开采前，需要事先在地面抽采煤层气；在煤矿开采的同时，需要在矿道内抽采煤层气。地面抽采的煤层气，其甲烷含量高，含氧量小，安全性好，可以直接加压运输或用于其他用途。但更多的是为了煤矿开采的安全、在已经进行煤炭开采生产的矿道内抽采的煤层气。矿道内抽采得到的煤层气甲烷含量低，通常在30%～70%之间，这类煤层气中含空气，特别是对甲烷含量小于50%的煤层气，空气含量较高，处理起来有危险性，所以长期以来的做法是将这种低浓度含氧煤层气燃烧或直接排放，造成能源浪费与污染。

从低浓度含氧煤层气中回收甲烷对扩展和提高煤层气的使用价值和煤矿生产的经济性具有重要意义。目前用于低浓度含氧煤层气提取甲烷的方法一般有：1）水合法，如公开号为CN101554560的中国专利公开的一种低压处理煤层气的方法；2）变压吸附法，如公开号为CN101096908的中国专利公开的一种两段低压法煤层气生产天然气方法；3）低温液化分离法，如公开号为CN101531559的中国专利公开的一种从含氧煤层气中提纯分离甲烷的方法。

由于低浓度含氧煤层气中甲烷含量较低，剩余气体主要为空气，所以具有爆炸危险。在常温常压下，甲烷浓度在5%～15%即可发生爆炸，在精馏塔内分馏提纯低浓度含氧煤层气中的甲烷时，随着甲烷的浓缩，剩余气体中甲烷含量逐渐减少，一旦爆炸极限范围就可能发生爆炸，这是所有低浓度煤层气浓缩工艺方法所必须解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种低浓度煤层气液化浓缩用防爆型精馏塔，该低浓度煤层气液化浓缩用防爆型精馏塔能够防止在分馏提取低浓度含氧煤层气中甲烷的过程中发生爆炸，能够在低浓度含氧煤层气不预先脱氧的情况下，获得高回收率和高纯度甲烷。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低浓度煤层气液化浓缩用防爆型精馏塔，包括精馏塔本体，所述精馏塔本体内填充有用于分馏煤层气中甲烷、且具有抑爆性能的填料，所述精馏塔本体内还设有阻火抑爆材料，所述阻火抑爆材料为间隔铺设在所述填料内的阻火丝网。

进一步，所述阻火丝网的网孔大小为80～200目。

进一步，所述阻火丝网的铺设密度为每间隔300mm铺设1-12层。

进一步，所述精馏塔本体的塔底设有用于将液化甲烷中含有的氮氧气蒸发掉的蒸发器。

进一步，所述精馏塔本体的塔顶设有用于将氮氧气中携带的甲烷液化的冷凝器和用于将液化甲烷从氮氧气中分离的气液分离罐，所述气液分离罐液相出口与所述精馏塔本体相通。

本发明的有益效果在于：

本发明的低浓度煤层气液化浓缩用防爆型精馏塔，通过在精馏塔本体内设置能够满足精馏条件、且具有抑爆性能的填料和阻火抑爆材料，在煤层气精馏分离过程中，随着甲烷的提取，即使进入甲烷的爆炸极限范围，在填料和阻火抑爆材料的作用下，煤层气被分割为若干微小体积单元，爆炸链式反应被切断，从而防止爆炸；即在低浓度煤层气在精馏分离过程中，可以将煤层气中的甲烷尽可能地分离浓缩，甲烷的纯度和回收率更高，因此，本发明的低浓度煤层气液化浓缩用防爆型精馏塔能够在低浓度含氧煤层气不预先脱氧的情况下，获得高回收率和高纯度甲烷。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明低浓度煤层气液化浓缩用防爆型精馏塔实施例的结构示意图；

图2为图1的A详图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，为本发明低浓度煤层气液化浓缩用防爆型精馏塔实施例的结构示意图。本实施例的低浓度煤层气液化浓缩用防爆型精馏塔，包括精馏塔本体1，精馏塔本体1内填充有用于分馏煤层气中甲烷、且具有抑爆性能的填料2，精馏塔本体1内还设有阻火抑爆材料，阻火抑爆材料为间隔铺设在填料2内的阻火丝网3。另外，精馏塔本体1上设有用于通入煤层气的煤层气入口，用于收集液化甲烷的液化甲烷出口和用于排出氮氧气的氮氧气出口。