含氧煤層氣分離系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型的含氧煤層氣分離系統，包括：用于對含氧煤層氣進行壓縮的壓縮機；用于對壓縮后的含氧煤層氣進行脫碳處理的脫碳設備，與壓縮機通過管路連接；用于對脫碳處理后的含氧煤層氣進行干燥處理的干燥設備，與脫碳設備通過管路連接；用于冷卻干燥處理后的含氧煤層氣使含氧煤層氣分離為液化天然氣和氮氧尾氣的液化分離設備，與干燥設備通過管路連接；膨脹機，膨脹機的膨脹端分別與液化分離設備的一氣體出口、一氣體進口通過管路連接，膨脹機的膨脹端用于使液化分離設備排出的氮氧尾氣膨脹至低溫低壓后返回液化分離設備，以此為液化分離設備提供冷量。本實用新型的技術方案的優點是：可以充分利用氮氧尾氣，節能環保。
【專利說明】
含氧煤層氣分離系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及含氧煤層氣利用領域，特別是涉及一種含氧煤層氣分離系統。
【背景技術】
[0002]含氧煤層氣是煤礦在開采過程中為防止瓦斯爆炸和突出，保證煤礦安全生產而抽排出的初級副產品，其主要成分為甲烷。從其成分含量上可以看出，煤層氣是較為重要的能源和化工原料。但是由于其成分較為復雜，制約了含氧煤層氣的綜合利用。
[0003]通常對含氧煤層氣的利用采用液化分離工藝，即利用液化分離裝置使壓縮凈化后的煤層氣分離出LNG和氮氧尾氣，此時氮氧尾氣具有較高的壓力，如果直接放空，造成此部分的壓力能損失。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型要解決的技術問題是提供一種可以充分利用氮氧尾氣的含氧煤層氣分尚系統。
[0005]本實用新型的含氧煤層氣分離系統，包括:
[0006]用于對含氧煤層氣進行壓縮的壓縮機；
[0007]用于對壓縮后的含氧煤層氣進行脫碳處理的脫碳設備，與所述壓縮機通過管路連接；
[0008]用于對脫碳處理后的含氧煤層氣進行干燥處理的干燥設備，與所述脫碳設備通過管路連接；
[0009]用于冷卻干燥處理后的含氧煤層氣使所述含氧煤層氣分離為液化天然氣和氮氧尾氣的液化分離設備，與所述干燥設備通過管路連接；
[0010]膨脹機，所述膨脹機的膨脹端分別與液化分離設備的一氣體出口、一氣體進口通過管路連接，所述膨脹機的膨脹端用于使液化分離設備排出的氮氧尾氣膨脹至低溫低壓后返回液化分離設備，以此為所述液化分離設備提供冷量。
[0011]本實用新型的含氧煤層氣分離系統，其中，所述干燥設備為干燥塔，所述膨脹機的增壓端與干燥塔的再生氣出口、再生氣進口通過管路連接，所述膨脹機的增壓端用于壓縮所述干燥塔的再生氣，以使所述再生氣返回所述干燥塔。
[0012]本實用新型的含氧煤層氣分離系統，其中，所述膨脹機的膨脹端與所述膨脹機的增壓端同軸連接。
[0013]本實用新型的含氧煤層氣分離系統，其中，所述膨脹機為螺桿膨脹機或渦輪膨脹機或透平膨脹機或活塞膨脹機。
[0014]本實用新型的技術方案的優點是:可以充分利用氮氧尾氣，節能環保。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的含氧煤層氣分離系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本實用新型的含氧煤層氣分離系統，包括:
[0017]用于對含氧煤層氣進行壓縮的壓縮機I;
[0018]用于對壓縮后的含氧煤層氣進行脫碳處理的脫碳設備2，與壓縮機I通過管路連接；
[0019]用于對脫碳處理后的含氧煤層氣進行干燥處理的干燥設備3，與脫碳設備2通過管路連接；
[0020]用于冷卻干燥處理后的含氧煤層氣使含氧煤層氣分離為液化天然氣和氮氧尾氣的液化分離設備4，與干燥設備3通過管路連接；
[0021]膨脹機5，膨脹機5的膨脹端51分別與液化分離設備4的一氣體出口、一氣體進口通過管路連接，膨脹機的膨脹端用于使液化分離設備排出的氮氧尾氣膨脹至低溫低壓后返回液化分離設備，以此為液化分離設備提供冷量。
[0022]本實用新型的含氧煤層氣分離系統，其中，干燥設備3為干燥塔，膨脹機5的增壓端52與干燥塔的再生氣出口、再生氣進口通過管路連接，膨脹機5的增壓端52用于壓縮干燥塔的再生氣，以使再生氣返回干燥塔。
[0023]本實用新型的含氧煤層氣分離系統，其中，膨脹機5的膨脹端51與膨脹機5的增壓端52同軸連接。
[0024]本實用新型的含氧煤層氣分離系統，其中，膨脹機5為螺桿膨脹機或渦輪膨脹機或透平膨脹機或活塞膨脹機。
[0025]本實用新型的含氧煤層氣分離系統的具體工作流程為:壓力1.03bar、流量4150Nm3/h、30 % CH4和70 % Air的煤層氣經壓縮機壓縮至6bar，經脫碳設備脫除CO2，然后進入干燥設備脫除H2O,最后進入液化分離設備，分離出兩股物流，一股為LNG產品，另外一股為氮氧尾氣，分離出的LNG產品中甲烷含量99.5% ,流量1250Nm3/h，溫度-160 °C，壓力
2.5bar，分離出的氮氧尾氣產品中氮氧尾氣含量99.8%,流量2900Nm3/h，溫度-162 °C，壓力4.1匕&^氮氧尾氣進入膨脹機5，膨脹至1.76&匕-182°(:，然后再次進入液化分離設備復溫，最后常溫常壓從液化分離設備中排出。膨脹機膨脹過程的輸出功率18kw，帶動膨脹機的增壓端運轉，對來自干燥設備的再生氣(氮氣)進行壓縮，將流量850_3/1!、4.2&&^40°(:的氮氣壓縮至6bar，然后再輸送至干燥設備，最終完成氮氧尾氣的膨脹制冷并壓縮再生氣的過程。
[0026]本實用新型的技術方案充分利用了氮氧尾氣中的壓力能，為液化分離設備提供冷量，并對再生氣進行增壓，節能環保。
[0027]含氧煤層氣的液化分離設備由換熱器、混合冷劑制冷系統、氮氣制冷系統、精餾塔等設備組成，混合冷劑制冷系統主要為整個液化分離設備提供冷量，而氮氣制冷系統主要為精餾塔塔頂提供冷量，在換熱器中多股流體進行換熱，而在精餾塔中，含氧煤層氣進行精餾，在精餾塔塔底分離出LNG產品，在精餾塔塔頂分離出氮氧尾氣。
[0028]本實用新型的優點是:
[0029](I)利用了氮氧尾氣的壓力能，氮氧尾氣經過膨脹降溫減壓，為液化分離設備提供冷量，降低能耗，節能環保。
[0030](2)再生氣用膨脹機提供循環動力，降低再生過程中的能耗，并省去了再生氣壓縮機。
[0031]以上僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種含氧煤層氣分離系統，其特征在于，包括: 用于對含氧煤層氣進行壓縮的壓縮機； 用于對壓縮后的含氧煤層氣進行脫碳處理的脫碳設備，與所述壓縮機通過管路連接； 用于對脫碳處理后的含氧煤層氣進行干燥處理的干燥設備，與所述脫碳設備通過管路連接； 用于冷卻干燥處理后的含氧煤層氣使所述含氧煤層氣分離為液化天然氣和氮氧尾氣的液化分離設備，與所述干燥設備通過管路連接； 膨脹機，所述膨脹機的膨脹端分別與液化分離設備的一氣體出口、一氣體進口通過管路連接，所述膨脹機的膨脹端用于使液化分離設備排出的氮氧尾氣膨脹至低溫低壓后返回液化分離設備，以此為所述液化分離設備提供冷量。2.如權利要求1所述的含氧煤層氣分離系統，其特征在于，所述干燥設備為干燥塔，所述膨脹機的增壓端與干燥塔的再生氣出口、再生氣進口通過管路連接，所述膨脹機的增壓端用于壓縮所述干燥塔的再生氣，以使所述再生氣返回所述干燥塔。3.如權利要求2所述的含氧煤層氣分離系統，其特征在于，所述膨脹機的膨脹端與所述膨脹機的增壓端同軸連接。4.如權利要求3所述的含氧煤層氣分離系統，其特征在于，所述膨脹機為螺桿膨脹機或渦輪膨脹機或透平膨脹機或活塞膨脹機。
【文檔編號】C10L3/10GK205443217SQ201620241389
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月25日
【發明人】郝凱鐘
【申請人】北京中科瑞奧能源科技股份有限公司