[发明专利]通过吸附单元和膜分离单元的组合处理包含VOC和二氧化碳的甲烷料流

权利要求书

1.用于处理至少包含甲烷、二氧化碳和挥发性有机化合物(VOC)的进料气体料流(1)以产生富含甲烷的气体料流的设备，其沿进料气体料流的循环方向包括：

a)至少一个压缩机(2)，其可将进料气体料流的压力提高到8-15表压巴的压力，

b)至少一个吸附单元，其包括至少三个吸附器A1、A2和A3，其各自遵循具有相变的压力循环，并且含有可除去至少一部分VOC的吸附剂，

c)至少一个膜分离单元(6)，其可接收离开吸附器的气体料流(5)并产生富含二氧化碳的渗透物(8)和富含甲烷的截留物(7)，

d)用于测量进入膜分离单元的气体料流压力的装置和/或用于测量该同一料流中的甲烷浓度的装置和/或用于测量各吸附器中的压力的装置，

e)用于将所获得的测量值与目标值进行比较的装置，和

f)用于调节进料气体料流流量的装置。

2.根据权利要求1的设备，其特征在于其包括至少一组位于吸附器入口处的阀门(3)和一组位于吸附器出口处的阀门(4)，这些阀门组构成了用于调节进料气体料流流量的装置的至少一部分。

3.根据权利要求1或2的设备，其特征在于其包括用于将至少一部分渗透物再循环到至少一个吸附器的装置。

4.根据权利要求3的设备，其特征在于其包括用于绕过再循环装置的装置。

5.根据权利要求1-4中任一项的设备，其特征在于所述膜分离单元包括：

-第一膜分离子单元，其可接收离开吸附器的气体料流，并产生富含二氧化碳的第一渗透物和富含甲烷的第一截留物，

-第二膜分离子单元，其可接收第一截留物并且产生富含二氧化碳的第二渗透物和富含甲烷的第二截留物，

-第三膜分离子单元，其可接收第一渗透物并产生富含甲烷的第三截留物(9)和富含CO₂的第三渗透物。

6.使用如权利要求1-5中任一项所定义的设备处理至少包含甲烷、二氧化碳和挥发性有机化合物(VOC)的进料气体料流以产生富含甲烷的气体料流的方法，其包括：

i.将进料气体料流压缩到8-15表压巴压力的步骤，

ii.通过在吸附单元中吸附压缩的气体料流而除去至少一部分VOC的步骤，

iii.在膜分离单元中分离二氧化碳和甲烷的步骤，

iv.测量进入膜分离单元的气体料流的压力和/或测量该同一气体料流中的甲烷浓度和/或测量各吸附器中的压力的步骤，

v.将步骤iv中获得的测量值与目标值进行比较的步骤，和

vi.在所获得的测量值与目标值之间存在差异的情况下，改变进料气体料流的流量以获得目标值的步骤。

7.根据权利要求6的方法，其特征在于步骤i至vi连续进行。

8.根据权利要求6和7中任一项的方法，其特征在于在步骤ii中，吸附单元的各吸附器遵循具有相变的压力循环，所述压力循环包括以下连续期间：

a.吸附，在此期间，将进料气体经由吸附器的一端引入，并且至少一部分VOC被吸附剂吸附，

b.减压，在此期间，将存在于吸附剂中的一部分VOC经由不再被供应进料气体的吸附器的至少一端从该吸附器中排出，

c.洗脱，在此期间，吹扫气体循环通过吸附剂床以帮助VOC的解吸，

d.再加压，在此期间，将吸附器至少部分地再加压。

9.根据权利要求8的方法，其特征在于在步骤c中，吹扫气体由至少一部分来自膜分离单元的富含二氧化碳的渗透物组成。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于离开吸附单元的吹扫气体在热氧化器中在大气压下燃烧或送至设备排放口。

11.根据权利要求9和10中任一项的方法，其特征在于在富含二氧化碳的渗透物不通过任何吸附器的期间，将所述渗透物直接送至排放口或热氧化器。