[发明专利]一种高含氮能源气体净化方法

权利要求书

1.一种高含氮能源气体净化方法，包括以下内容：

提供n个分段式吸附塔，n为整数，且大于等于3；沿原料气到轻产品气流动方向，每个分段式吸附塔分为两段，下段的重组分段和上段的轻组分段，在轻组分段与重组分段中间设置控制阀，并在重组分段的出口处设置甲烷浓度检测仪，用以检测重组分段出口的甲烷浓度，该处甲烷的浓度根据塔顶排放氮气中对甲烷浓度的要求确定；在每个分段式吸附塔中按顺序循环执行下列步骤：

（1）吸附：在高压下的基本恒压的吸附步骤，吸附塔中吸附剂吸附原料气中各组分的步骤，并根据吸附剂对不同组分吸附力与吸附量不同，在塔顶得到提纯或提浓的轻组分产品；

（2）均压降：吸附步骤完成后，使吸附塔压力降低，继续从塔顶放出轻组分产品气，并将轻组分产品气用于另外一个解吸完成吸附塔的升压过程；

（3）逆放：吸附塔逆着进料方向降压的步骤，其目的是降低吸附塔压力至接近常压，让杂质组份从吸附剂上能有效地解吸，逆放产生的解吸气从塔底作为重组分排出；

（4）抽真空：沿逆着进料的方向对吸附塔抽真空的步骤，进一步回收吸附塔内死空间与吸附剂中吸着的重组分；

（5）均压+：当逆放与抽真空步骤完成后，关闭解吸气排放阀，然后打开控制阀，使轻组分段与重组分段在塔内完成压力均衡的步骤，该步骤在塔顶与塔底均不排出产品；

（6）均压升：完成解吸的吸附塔接收来自均压降吸附塔的轻组分产品气，逆着进料方向进行吸附塔升压的步骤，该步骤与均压降步骤耦合；

（7） 终充：用轻组分对吸附塔逆着进料的方向升压至吸附压力的步骤。

2.按照权利要求1所述的净化方法，其特征在于，所述吸附塔中原料气到轻产品气的流动方向，是指原料气体从塔底进入，通过吸附剂床层，使轻组分得到提浓，从吸附塔的顶端排出。

3.按照权利要求1所述的净化方法，其特征在于，所述的甲烷浓度检测仪位于控制阀之后。

4.按照权利要求3所述的净化方法，其特征在于，所述的甲烷浓度检测仪用于检测离开重组分段时塔内甲烷的浓度；当塔顶排放氮气中甲烷含量要求不超过3%时，中间控制阀处检测到的床层中甲烷的含量不超过90%；当塔顶排出氮气中甲烷含量要求不超过1%时，中间控制阀处检测到的床层中甲烷的含量不超过85%。

5.按照权利要求1所述的净化方法，其特征在于，所述的分段式吸附塔中，原料气中氮气的体积含量为5%-15%时，轻组分段所占的比例为30%-50%。

6.按照权利要求1所述的净化方法，其特征在于，所述的分段吸附塔中，原料气中氮气的体积含量为15%-30%时，轻组分段所占的比例为20%-30%。

7.按照权利要求1所述的净化方法，其特征在于，所述的分段吸附塔中，原料气中氮气的体积含量为30%-50%时，轻组分段所占的比例为10%-25%。

8.按照权利要求1所述的净化方法，其特征在于，所述的分段吸附塔中，原料气中氮气的体积含量为50%-70%时，轻组分段所占的比例为5%-15%。

9.按照权利要求1所述的净化方法，其特征在于，所述两段之间设置的控制阀，参与变压吸附的时序控制过程。

10.按照权利要求9所述的净化方法，其特征在于，所述控制阀的参与阶段为均压降结束后，或者在不同的控制时序过程中的顺放结束后，解吸过程中，关闭该阀门，使含甲烷量较低的轻组分段不参与逆放解吸过程；在继续采用抽真空逆放解吸的过程中，该阀门同样处于关闭状态。

11.按照权利要求1所述的净化方法，其特征在于，在逆放解吸完成后，打开该控制阀。

12.按照权利要求1所述的净化方法，其特征在于，采用抽真空解吸时，真空度不低于700毫米汞柱。