[其他]变压吸附法富集煤矿瓦斯气中甲烷

权利要求书

1、从气体混合物中分离和富集气体的变压吸附法，通常由一系列装有吸附剂的塔组成，其中每个塔都必须经历吸附，压力均恒，顺向减压，逆向减压，冲洗，一次充压和二次充压七个步骤，本发明的从瓦斯气中分离和富集甲烷的变压吸附法的每一个塔都必须经历如下步骤：

a.吸附步骤，把煤矿瓦斯气引入变压吸附系统中几个装填有吸附剂的吸附塔中一个塔内，不易被吸附组分氧、氩和氮从塔出口端释放，易被吸附的组分甲烷和饱和水分，吸留在塔内。

b.压力均恒步骤，在步骤a结束后，已吸附的塔与某一已结束抽真空步骤的吸附塔在出口端相连通，使已吸附的塔内气体输往已结束抽真空步骤的吸附塔，直至两个塔压力相等为止，甲烷组分仍留在塔内。

c.顺向减压步骤，在步骤b之后，已吸附的塔进一步顺着出口端方向减压，直至甲烷组分刚刚在出口端突破，此时塔压已降低至稍高于大气压的一中间压力。

d.置换步骤，在顺向减压终止的压力下，利用一部分产品气，从刚结束步骤e的塔的进口端向出口端方向通过，置换掉一部分尚残留在塔内的其它组分，并把该置换气回流到原料气流中去。

e.逆向减压步骤，在步骤d之后，使已得到富集的甲烷气逆向从塔的进口端排走，直至塔压降到等于大气压力为止，这部分排出的富甲烷气即为部分产品气。

f.抽真空步骤，在步骤e之后，塔内压力已为大气压力，但还吸留有一部分甲烷组分，这部分气体将通过抽真空把它抽出，此时塔压低于大气压，抽出气亦为产品气的一部分。

g.一次充压步骤，利用另一刚处于压力均衡步骤的塔的不含甲烷的塔顶释放气向上述已完成步骤f的塔进行充压，是从塔的出口往进口方向，使它的压力升至与供给气源塔的压力相等为止。

h.二次充压步骤：利用另一处于吸附步骤的塔的不含甲烷的塔顶释放气向上述已完成步骤g的塔进行再次充压，是从塔的出口端往进口端方向，使它的压力升至基本上等于吸附压力为止。

2、根据权利要求1的变压吸附法，其特征是：至少需要二个装填吸附剂的吸附塔。

3、根据权利要求1和2的变压吸附法，其特征是：吸附塔内装填有对甲烷组分有较好选择吸附的活性炭或碳分子筛作为吸附剂。

4、根据权利要求1的变压吸附法，其特征是：在吸附步骤时的吸附压力控制在5～10公斤力/厘米²（表压）范围内。

5、根据权利要求1的变压吸附法，其特征是：在顺向减压步骤结束时的压力控制在0.5～3公斤力/厘米²（表压）范围内。

6、根据权利要求1的变压吸附法，其特征是：置换步骤的操作压力控制在0.5～3公斤力/厘米²（表压）范围内。

7、根据权利要求1的变压吸附法，其特征是：抽真空步骤时的操作压力不低于真空度650毫米汞柱。

8、根据权利要求1的变压吸附法，其特征是：在顺向减压步骤时所释放出的废气中甲烷浓度必须低于5%，控制在0.1～3%范围。

9、根据权利要求1的变压吸附法，其特征是产品气由步骤e和f的排气组成，可在2～8公斤力/厘米²（表压）压力下输出，或者将步骤e和f的排出气分别收集，前者用作置换气回流到塔中，后者作为产品气输出。

10、根据权利要求1的变压吸附法，其特征是在置换步骤中所用的置换气是来自于步骤e和f的排气，并经压缩机压缩到高于或等于置换所需压力，最终控制在置换所需压力下回流到塔中去。

11、根据权利要求1的变压吸附法，其特征是在置换步骤中回流率控制在0～0.9的范围。

12、根据权利要求1的变压吸附法，其特征是在真空泵进口管道上设一个真空罐。