專利名稱：：用于凈化富甲烷氣流的方法和裝置的制作方法用于凈化富甲烷氣流的方法和裝置本發(fā)明涉及氣體處理的方法和裝置，特別用于凈化富甲烷氣流，例如由廢棄物或其它類型的有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化得到的氣體("沼氣")。更具體而言，本發(fā)明涉及凈化的沼氣(例如填埋氣、消化池氣)的制備，它們具有作為有效能源的用途。因此，本發(fā)明涉及凈化這種富甲烷氣體的方法及裝置，以獲得品質(zhì)可及天然氣的氣體。用有機(jī)物質(zhì)制備沼氣的各種方法是眾所周知的，例如通過有機(jī)廢棄物(包括糞肥、廢水污泥、城市固體廢棄物等)的厭氧消化處理。這些發(fā)酵過程除了會(huì)產(chǎn)生甲烷外，通常還會(huì)同時(shí)產(chǎn)生大量的C02(通常生成氣體體積的約30-50voP/o可能是C02)和少量的硫化物及諸如氯乙烯的化合物以及其它雜質(zhì)。必須用機(jī)械功移置氣體，然后進(jìn)行處理才可以將其用作能源。凈化的氣體可以在氣瓶中運(yùn)輸、在低溫貯槽中液化、用于現(xiàn)場發(fā)電或用管道輸送至附近的需求能量處。后兩種選擇方案似乎具有最廣泛的發(fā)展?jié)摿?。例如在填埋點(diǎn)及某些污水處理工程中，甲烷氣體的生成量^J艮大的。目前僅在較少的場所對(duì)其進(jìn)行了回收，而這一具有潛在價(jià)值的能量儲(chǔ)備的大部份卻損失掉了。填埋氣、消化池氣及其它類型的沼氣的利用一直受到限制，特別的原因在于，沒有包括氣體凈化的能經(jīng)濟(jì)地將氣體處理成可運(yùn)輸形式的設(shè)備。最好設(shè)備本身應(yīng)是可運(yùn)輸?shù)?，因?yàn)樵谠S多情況下(例如填埋點(diǎn))，氣體源僅在有限的時(shí)間里產(chǎn)生持續(xù)數(shù)量的氣體，安裝永久性的設(shè)備是沒有理由的。為了凈化填埋氣、消化池氣和沼氣作為有效率的能源，清除水分、H2S、S02、面素、硅氧烷和/或其它污染物是必要的。雖然已經(jīng)有了幾種公認(rèn)的技術(shù)，但提供凈化填埋氣、消化池氣和沼氣的可行方法仍然還是一個(gè)問題。用于此目的的各種氣體處理方法是已知的。這些方法集中在降低水分含量、C02萃取、除去H2S或除去氣體混合物中存在的一種或多種污染物。已知方法的缺點(diǎn)是，不能在充分的程度上除去上述種類氣體中包含的多種不合需要的物質(zhì)。此外，就發(fā)動(dòng)機(jī)腐蝕水平、磨損、維護(hù)成本、產(chǎn)生的工藝廢物、處理成本和作為終端產(chǎn)物的氣體混合物的組成而言，目前的方法也并非完全沒有缺點(diǎn)。最后來說，先有技術(shù)并未指出如何能夠重新使用被清除的物質(zhì)。GB-A-1565615中描述了一種從甲烷中分離032的方法，其中冷卻兩種化合物的混合物，形成氣/液混合物，隨后對(duì)該氣/液混合物進(jìn)行分餾。US-A-4681612中描述了一種分離填埋氣制備002產(chǎn)物流和燃料級(jí)甲烷產(chǎn)物流的方法。該方法涉及用以制備燃料級(jí)甲烷流的低溫蒸餾及膜分離步驟。在現(xiàn)有扶術(shù)中，用以清除大部分污染物的污染物吸收過程也是眾所周知的，例如基于活性炭過濾器的過程。然而，活性炭的再生成本和處理成本較高。加之炭過濾器對(duì)水分具有很大的親和力，因此降低了吸附效率。此外也應(yīng)用諸如分子膜過濾器、活化聚合物膜過濾器和硅膠的其它吸收方法。然而，所用的方法仍無法達(dá)到用作高效能源所需的質(zhì)量水平。其它吸收方法包括通過有機(jī)分解的污染物消除。該方法在實(shí)踐中是相當(dāng)復(fù)雜的，因?yàn)樗槍?duì)的污染物是高度揮發(fā)性的。由于其對(duì)水或C02具有化學(xué)親和力，因此也可以通過采用冷凝法清除硅氧烷。然而一般而言，通過這種方法取得的清除水平較低。填埋氣、消化池氣和沼氣的化學(xué)成分隨地點(diǎn)的不同而不同。某些地點(diǎn)的硫含量可能較高，而另些處的硅氧烷痕量可能較高，還有另些處則可能含有痕量的重質(zhì)烴，后者在氣體在應(yīng)用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)可能會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的危險(xiǎn)。因此，必須依照污染物的水平和發(fā)動(dòng)機(jī)的要求對(duì)每個(gè)地點(diǎn)的氣體處理系統(tǒng)進(jìn)行具體規(guī)劃。表1中給出了沼氣用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的一般要求。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表l:燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)可接受的最低污染物水平*)取決于與燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)制造商約定的維修間隔。給出的是平均值。這些污染物當(dāng)中硅氧烷是最具侵蝕性的，通常會(huì)造成最嚴(yán)重的問題。硅氧烷分解成白色的磨蝕性粉末，這些粉末可能會(huì)損壞下游安裝的設(shè)備(鍋爐、內(nèi)燃機(jī)、渦輪機(jī)、催化劑等)。此外，痕量的硅氧烷、硫化氫、鹵素以及其它的無機(jī)物降低發(fā)電機(jī)的性能并增加其維護(hù)費(fèi)用。就本發(fā)明人所盡知而言，迄今尚未有用以清除大部分的水分、H2S、so2、鹵素、硅氧烷以及相關(guān)的其它污染物的完整方案。本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種能夠清除若千沼氣中包含的污染物質(zhì)的方法。進(jìn)一步的目的在于，可以按照簡單的方式清除這些物質(zhì)，使得這種方法不依賴于復(fù)雜的技術(shù)裝置。此外，本發(fā)明的方法應(yīng)提供清潔的氣體，其污染物水平足夠低，使得可以毫無問題地應(yīng)用在例如燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)上。換言之，依照本發(fā)明的最終產(chǎn)品應(yīng)該具有接近天然氣品質(zhì)的產(chǎn)品組成。進(jìn)一步的目的在于，本發(fā)明方法產(chǎn)生的廢物應(yīng)盡可能少，而且應(yīng)該是節(jié)能高效的。結(jié)果發(fā)現(xiàn)可以通過這樣的方法達(dá)到這些目的，其中通過采用至少兩個(gè)冷卻步驟凈化沼氣流。因此，在第一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及由包含曱烷的氣流(A)制備凈化的含曱烷氣流(P)的方法，所述方法包括如下步驟(a)對(duì)所述包含曱烷的氣流(A)施加壓力并隨后冷卻，由此得到包含冷凝污染物的流(C)和含曱烷的流(B);(b)任選將所述含甲烷的流(B)輸送至吸附單元和/或催化轉(zhuǎn)化單元，由此使流(B)中的污染物濃度進(jìn)一步下降；和(c)將含曱烷的流(B)冷卻至足以從所述流(B)中冷凝出C02的溫度，由此得到所述凈化的含曱烷氣流(P)以及包含C02的流(E)。優(yōu)選要執(zhí)行任選的步驟(b)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的氣體處理方法可以包括三個(gè)步驟。在第一步驟中對(duì)沼氣(或需要凈化的任何其它包含曱烷的氣體)施加壓力并輸送至交替式冷凝器，在那里清除氣體混合物中的水分(水)、H2S、S02、卣素、硅氧烷及其它污染物。接著將氣體混合物輸送至所謂的精制設(shè)備(polisherdevice)中，用以清除剩余的痕量污染物，所述的設(shè)備中包含適當(dāng)?shù)拇呋瘎?吸附劑。合適的催化劑/吸收劑為包括諸如氧化鐵Fe203的脫硫劑的材料。脫硫劑與硫化合物反應(yīng)后，可以例如通過使之與(例如來自空氣中的)氧反應(yīng)而將其再活化。催化劑/吸收劑優(yōu)選還包括例如由其孔隙所提供的吸附功能，這使得能夠吸附孔隙中例如硅氧烷的其它污染物。本發(fā)明人已經(jīng)開發(fā)了一種合適的催化劑/吸附劑，并將以商品名SOXSIATM在市場上銷售，它是設(shè)計(jì)用于將H2S轉(zhuǎn)化為元素硫的，并且吸附SOXSIATM吸附劑孔隙中例如硅氧烷的其它污染物。當(dāng)催化劑/吸收劑中的脫硫劑比如是氧化鐵Fe203時(shí)，可以通過如下的化學(xué)反應(yīng)清除H2S:Fe203+3H2S—Fe2S3+3H20可以通過如下的反應(yīng)利用空氣中的氧使催化劑/吸收劑再活化2Fe2S3+302—2Fe2S3+6S再活化期間，元素硫可能保留在吸附劑的孔隙中。為了進(jìn)行再活化，使小股空氣流通過催化劑床循環(huán)。由于再活化反應(yīng)是放熱的，因此會(huì)有熱量產(chǎn)生。該熱量因此會(huì)使吸附的硅氧烷及其它的污染物蒸發(fā)，催化劑/吸收劑回復(fù)到其再生形式。每次再活化之后，由于保留的硫的原因，催化劑脫硫性能有所降低。為了使催化劑再生并回復(fù)其100%的性能，優(yōu)選通過釆用諸如氮的惰性氣體在例如為200-300°C的升高溫度下加熱熔化元素^a來清除硫。優(yōu)選在單獨(dú)的單元中進(jìn)行再生。因此一般來說，失效的催化劑/吸收劑被新制的所取代，之后可以對(duì)失效的催化劑/吸收劑進(jìn)行再生等。然后經(jīng)深度冷卻過程，通過C02的部分冷凝和^Mv氣體中的清除來實(shí)現(xiàn)co2的清除，以此可以終止該處理過程。氣體中不需要的化合物(污染物)被提取出來，可以被重新利用。依照本發(fā)明制備出來的凈化的氣體終端產(chǎn)品被認(rèn)為具有等同于天然氣(銷售氣)的品質(zhì)，通常其組成滿足上文表1中給出的要求，可以注入到天然氣網(wǎng)中。也可以對(duì)其進(jìn)行壓縮，使其可以用作車輛的燃料(CNG二壓縮天然氣)或用作LNG(液化天然氣)燃料。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，第一步驟包括使用換熱器對(duì)包含甲烷的氣流(A)進(jìn)行急冷。非常合適的是三重管氣/氣換熱器，其中在一定的時(shí)段里，三重管用來在不引起換熱器中阻塞的情況下收集形成的水。按這樣的方式可以在長時(shí)間段里提供恒定的氣流。優(yōu)選步驟(a)中的冷卻進(jìn)行到大約-25。C的溫度。通過對(duì)氣體進(jìn)行急冷，水分及大部分其它的污染物發(fā)生冷凝。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水分凍結(jié)時(shí)可以截留污染物，從而減少其向離開的處理氣體中轉(zhuǎn)移的機(jī)會(huì)，這極大地提高了過程的效率。在多個(gè)急冷和分離點(diǎn)上分離并排出水分殘留物。按這樣的方式可以冷凝或冷凍出氣流中幾乎所有(例如多達(dá)99%重量)的水。按這樣的方式可以達(dá)到這樣的效果，即也可以冷凝大部分的重質(zhì)烴(即Cs或更高級(jí)的)，并且也可以清除幾乎所有的硅氧烷。這樣通過清除相當(dāng)部分的剩余水分，極大地提高步驟(b)中吸附劑和/或催化轉(zhuǎn)化單元的吸附效率；并且?guī)缀跸薌PP下游冷凝的可能性。任選在步驟(b)中，例如采用諸如包括固體粒床的單一單元的吸附單元和/或催化轉(zhuǎn)化單元，如上文提到的SOXSIAtm,可以消除顆粒物質(zhì)(通常具有0.3至0.6pm的尺寸)。依照本發(fā)明可以制備出清潔、富含能量的曱烷氣體，甲烷含量高達(dá)90。/。摩爾。作為比較，Groningen天然氣包含81.3。/。摩爾的CH4,而High-Cal天然氣包含超過90%摩爾的CH4。表2中給出常見的污染物清除率(以去除的重量表示)。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2:本發(fā)明的常見污染物清除(re-polisher)。再精制器優(yōu)選為活化煤吸收劑或催化劑轉(zhuǎn)化單元，例如使用上面提到的SOXSIAtm。表3中給出活化煤的合適特性。通過在步驟(a)中去除較大百分比的污染物，用先前所需活性炭的一小部分可以清除經(jīng)處理氣體中的任何痕量水平的污染物。丁烷吸附，于<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>或者，可以應(yīng)用諸如SOXSIATM等的吸附劑/催化劑。通常使用粒徑為3mm且長度為8mm的催化劑。有利的吸附性能導(dǎo)致對(duì)在氣流中以中等濃度存在的污染物的高吸附容量和清除效率。擠出的粒子形狀使得過濾器的壓降較低。催化劑/吸收劑容許進(jìn)行硫化合物、特別是H2S向元素硫的轉(zhuǎn)化，也容許進(jìn)行SOXSIATM吸附劑孔隙中的例如硅氧烷的其它污染物的吸附。脫硫劑優(yōu)選為氧化鐵Fe203，它容許通過如下化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行H2S的清除Fe203+3H2S—Fe2S3+3H20。隨后可以用例如空氣中的氧通過如下的反應(yīng)對(duì)其進(jìn)行再活化2Fe2S3+302—2Fe2S3+6S。再活化期間，元素硫可能保留在吸附劑的孔隙中。為了進(jìn)行再活化，使諸如空氣的小股含氧氣流與催化劑/吸附劑接觸，例如通過催化劑/吸附劑床進(jìn)行循環(huán)。由于一般來說再活化反應(yīng)是放熱的，因此會(huì)有熱量產(chǎn)生。該熱量因此會(huì)使吸附的硅氧烷及其它的污染物蒸發(fā)。再活化后，由于事實(shí)上可能保留了一些硫，因此催化劑/吸附劑的性能可能有所下降。為了完全或幾乎完全清除硫，可以優(yōu)選在諸如使用氮的惰性氣體中將催化劑/吸附劑加熱到足以熔化元素硫的溫度。優(yōu)選的溫度高于300°C。接著，在步驟(c)中，將含甲烷的流(B)冷卻到足以從所述的流(B)中冷凝出C02的溫度。通常通過三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)氣體混合物的深度冷卻。通過將氣體混合物的溫度降低到大約-60。C,達(dá)到C02的露點(diǎn)，出現(xiàn)C02的冷凝。在這些條件下，可以液化大約50%的現(xiàn)有C02。利用出口氣體(P)組成的Wobbe指數(shù)可以控制氣體的最終溫度。在該最終溫度下可以選擇蒸氣/液體平衡，使其對(duì)應(yīng)于所需的Wobbe指數(shù)。依照所需的氣體組成，該最終溫度優(yōu)選在-65。C至-80。C之間變化。從圖3"CH4/C02二元體系的等溫線，，來看，該最終溫度隨CH4的最終摩爾分?jǐn)?shù)增加而降低。從圖4"CH4/C02二元體系相圖"來看，溫度降低到低于-65。C將導(dǎo)致固體C02的形成。因此，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用兩個(gè)平行的三重管換熱器完成最后的冷卻，其中第一個(gè)換熱器用于冷卻，而另一個(gè)用于解凍，反之亦然。使用這些交替式換熱器可以在沒有冷凍所造成的中斷情況下獲得連續(xù)的氣流。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，非?？扇〉氖且袃蓚€(gè)平行的換熱器，因?yàn)橐勒毡景l(fā)明可以避免由處理固體/蒸氣/液體CH4/C02混合物造成的堵塞問題，這個(gè)問題經(jīng)常在先有技術(shù)中提及(例如參見上文中提到的GB-A-1565615和US-A-4681612)。因此通過使用具有兩個(gè)換熱器的裝置可以在固體/蒸氣/液體區(qū)域以內(nèi)實(shí)施本發(fā)明，因?yàn)樵谄渲幸粋€(gè)換熱器中容許發(fā)生可能導(dǎo)致例如系統(tǒng)堵塞的凝固，原因是另一個(gè)換熱器用于解凍。因此在本發(fā)明一實(shí)施方案中提供的裝置可以容許工藝控制不太嚴(yán)格和不太苛刻，這當(dāng)然是非常可取的。由于在最后冷卻段中液化C02的溫度低于最初冷卻段中液化co2的溫度，分壓也可能不同。因此可以采用用于引入的沼氣的預(yù)冷卻器將來自最后冷卻段的液化C02加熱到與最初冷卻段相同的溫度。最后可以這樣進(jìn)行控制，使得最初冷卻段與最后冷卻段中液化C02流的溫度和壓力相同，并儲(chǔ)存在液化C02儲(chǔ)罐中。圖2給出的是GPP的3段示意圖。本發(fā)明的系統(tǒng)效率非常高。甲烷(CH4)的損失小于2。/。，而與之相比的如變壓吸收和膜技術(shù)的技術(shù)則可能導(dǎo)致約15%-20%的損失。作為本發(fā)明目的的沼氣處理方法，其優(yōu)點(diǎn)如性能測試所示，可歸纟內(nèi)如下。.將氣體混合物急冷至-25。C也將使氣體的露點(diǎn)降低到-25°C;如果作為正常的步驟而在急冷后加熱氣體混合物，則系統(tǒng)的下游將不再出現(xiàn)冷凝；*活性炭量的減少節(jié)約了材料和人力/維護(hù)成本以及與活性炭的處置相關(guān)的成本；.下游管路不需要伴熱或保溫，這提供了額外的成本效益；.另一好處在于，當(dāng)水分冷凝時(shí)，一些低沸點(diǎn)污染物(氨、硫化氫)及卣化物一皮從氣體中洗出；加上在低溫下這些污染物溶解度的實(shí)質(zhì)增力口；*清除包括2%-4%摩爾水的所有污染物將使氣體的熱值增加大約3%,導(dǎo)致每NmS氣體的電力生產(chǎn)更多；.可以利用下游(步驟(a)后)低品質(zhì)材料，如SS304或碳鋼，因?yàn)椴粫?huì)出現(xiàn)冷凝。這也可以提供相當(dāng)?shù)某杀拘б妗，F(xiàn)在將借助于實(shí)例，參照由附圖1和附圖2示意的非限制性實(shí)施方案進(jìn)一步詳細(xì)4又述本發(fā)明。圖l為本發(fā)明的圖示。參考圖1，由填埋點(diǎn)的廢棄物或另外的有機(jī)廢棄物堆的細(xì)菌降解產(chǎn)生沼氣。通常產(chǎn)生的氣體中30%-50%為C02，少量(不超過幾個(gè)百分比)的是其它雜質(zhì)氣體，尤其是H2S、S02、鹵素和硅氧烷，其余的是曱烷。雖然其它雜質(zhì)氣體的濃度相對(duì)較小，但對(duì)機(jī)器的影響卻較大。硫化氫OHbS)和卣素(F、Cl、Br、I)以及鹵素成分往往形成能腐蝕處理設(shè)備中的主要部件的酸。此外，痕量的硅氧烷、硫化氫、卣素及其它無機(jī)物可能會(huì)使性能降低，并可能使安裝于沼氣制備設(shè)施下游的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)費(fèi)用增加。從源處引出沼氣并壓縮到C02冷凝所需的工作壓力。根據(jù)圖3，在-80。C的最低溫度下得到90%摩爾CH4所需的工作壓力為1000kPa。其次將壓縮的沼氣輸送至氣/氣換熱器，在那里用產(chǎn)物氣體(P)預(yù)冷卻引入的氣體，所述產(chǎn)物氣體3皮再加熱到充分高于其露點(diǎn)。氣體從氣/氣換熱器通過冷聚結(jié)器，冷聚結(jié)器清除出現(xiàn)的水分。水分殘留物在分離點(diǎn)分離并排出。接著氣體流向換熱器(例如三重管氣/氣換熱器)，后者將氣體混合物急冷到大約-25。C。急冷氣體使水分、硅氧烷及大部分其它的污染物冷凝。在第一步中可以捕集多達(dá)99%的水分。當(dāng)水分凍結(jié)時(shí)會(huì)截留污染物，從而減少其向離開的處理氣體中轉(zhuǎn)移的機(jī)會(huì)。為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)的過程，可以安裝交替次序運(yùn)行的兩個(gè)換熱器，即，為了使包含捕集的污染物的冷凍氣體混合物解凍，當(dāng)一個(gè)換熱器在運(yùn)行時(shí)關(guān)掉第二個(gè)換熱器單元。反過來重復(fù)交替的次序，從而提供連續(xù)和不間斷的氣流。處于冷卻模式下的換熱器中產(chǎn)生的熱量可以用于對(duì)解凍模式下的換熱器進(jìn)行力口熱。將-25°C氣體溫度下的經(jīng)處理的氣體引導(dǎo)通過再精制器。再精制器優(yōu)選為填充SOXSIATM催化劑的吸收器。接著如圖2所示在步驟(c)中進(jìn)一步深度冷卻凈化的氣體。通常經(jīng)過三個(gè)步驟達(dá)到氣體混合物的深度冷卻。通過將氣體混合物的溫度降低到大約-60。C,達(dá)到C02的露點(diǎn)，出現(xiàn)C02的冷凝。在這些條件下，可以液化大約50%的現(xiàn)有C02。利用出口氣體(P)組成的Wobbe指數(shù)可以控制氣體的最終溫度。在該最終溫度下的蒸氣/液體平衡是對(duì)應(yīng)于所需的Wobbe指數(shù)的。依照所需的氣體組成，該最終溫度在-65。C至-80。C之間變化。從圖3來看，該最終溫度隨CH4的最終摩爾分?jǐn)?shù)增加而降低。從圖4來看，溫度降低到低于-65。C將導(dǎo)致固體C02的形成。因此使用兩個(gè)平行的三重管換熱器完成最后的冷卻，其中第一個(gè)換熱器用于冷卻，而另一個(gè)用于解凍，反之亦然。使用這些交替式換熱器可以在沒有冷凍所造成的中斷情況下獲得連續(xù)的氣流。由于在最后冷卻段中液化C02的溫度低于最初冷卻段中液化C02的溫度，分壓也不同。因此可以采用用于引入的沼氣的預(yù)冷卻器將來自最后冷卻段的液化C02加熱到與最初冷卻段相同的溫度。最后，最初冷卻段與最后冷卻段中液化C02流的溫度和壓力相同，并4諸存在液化C02儲(chǔ)罐中。為了避免C02、CH4、H2S和/或其它能形成水合物的物質(zhì)形成水合物，對(duì)溫度限制進(jìn)行控制，優(yōu)選對(duì)冷卻步驟(a)和(c)上的壓力損失均進(jìn)行監(jiān)測。一旦壓力損失增加到某個(gè)預(yù)設(shè)的最大值時(shí)，相應(yīng)步驟中的換熱器切換狀態(tài)，在解凍模式下可以清除水合物/固體H20(步驟(a))或C02(步驟(C))。獲得所需出口組成的驅(qū)動(dòng)力為步驟(c)中的(三重管氣體)換熱器，其中來自沼氣的液態(tài)C02被蒸發(fā)，用以達(dá)到所需的C02蒸氣/液體平衡溫度(見圖3)。平衡溫度和加料條件將決定銷售氣體的純度。平衡溫度控制確保銷售氣體Wobbe指數(shù)的不變和穩(wěn)定。在該段中用作制冷劑的C02可以很容易被回收，隨后提供給C02用戶。權(quán)利要求1.一種由包含甲烷的氣流(A)制備凈化的含甲烷氣流(P)的方法，所述方法包括以下步驟(a)對(duì)所述包含甲烷的氣流(A)施加壓力并隨后冷卻，由此得到包含冷凝污染物的流(C)和含甲烷的流(B)；(b)任選將所述含甲烷的流(B)輸送至吸附單元和/或催化轉(zhuǎn)化單元，由此使流(B)中的污染物濃度進(jìn)一步下降；和(c)將含甲烷的流(B)冷卻至足以從所述流(B)中冷凝出CO2的溫度，由此得到所述凈化的含甲烷氣流(P)。2.權(quán)利要求l的方法，其中所述在步驟(a)中將所述包含甲烷的氣流(A)冷卻到-25°C或更低的溫度。3.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述步驟(a)中的冷卻如下進(jìn)行將包含甲烷的氣流(A)輸送至第一換熱器，同時(shí)使第二換熱器進(jìn)行解凍，任選接著切換所述第一和所述第二換熱器。4.權(quán)利要求3的方法，其中所述第一和所述第二換熱器之間容許熱交換。5.權(quán)利要求3或4的方法，其中所述包含冷凝污染物的流(C)從容許進(jìn)行解凍的所述第二換熱器獲得。6.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述包含冷凝污染物的流(C)包含硅氧烷。7.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述包含冷凝污染物的流(C)包含選自水、H2S、S02、鹵素化合物、高級(jí)烴(尤其是C5和更高級(jí)的)及其組合的污染物。8.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中在步驟(c)中將所述含甲烷的流(B)冷卻到約-60°C的溫度。9.權(quán)利要求8的方法，所述方法接著進(jìn)行這樣的一個(gè)步驟，其中將所述含甲烷的流(B)冷卻到-80°C或更低的C02蒸氣/液體平衡溫度。10.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中在步驟(b)中將所述含甲烷的流(B)輸送至吸附單元和/或催化轉(zhuǎn)化單元。11.權(quán)利要求10的方法，其中所述吸附單元和/或所述催化轉(zhuǎn)化單元包括含固體顆粒床的單一單元。12.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述包含甲烷的氣流(A)為沼氣，優(yōu)選得自填埋、消化池、廢水處理設(shè)施或其組合。13.—種用于由包含甲烷的氣流(A)制備凈化的含曱烷氣流(P)的裝置，所述裝置包括(a)用于對(duì)所述包含甲烷的氣流(A)施加壓力的壓縮機(jī)；和位于所述壓縮機(jī)下游的冷卻器；(b)任選的位于所述壓縮機(jī)和所述冷卻器下游的吸附單元和/或催化劑轉(zhuǎn)化單元；和(c)冷卻器單元，所述冷卻器單元包括冷凝。02的出口和所述凈化的氣流(P)的出口，其中所述冷卻器單元包括可以平行操作的第一換熱器和第二換熱器。14.權(quán)利要求13的裝置，其中(a)之下的所述冷卻器包括可以平行操作的第一換熱器和第二換熱器。15.權(quán)利要求13-14中任一項(xiàng)的裝置，其中步驟(b)下游管路沒有任何伴熱和/或沒有任何保溫。16.權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)的裝置，其中步驟(a)下游的設(shè)備由SS304、碳鋼或其組合構(gòu)造。全文摘要本發(fā)明涉及氣體處理的方法和裝置，特別用于凈化富甲烷氣流，例如由有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化得到的氣體(“沼氣”)。依照本發(fā)明提供了由包含甲烷的氣流(A)制備凈化的含甲烷氣流(P)的裝置和方法，包括步驟(a)對(duì)所述包含甲烷的氣流(A)施加壓力并隨后冷卻，由此得到包含冷凝污染物的流(C)和含甲烷的流(B)；(b)任選將所述含甲烷的流(B)輸送至吸附單元和/或催化轉(zhuǎn)化單元，由此使流(B)中的污染物濃度進(jìn)一步下降；和(c)將含甲烷的流(B)冷卻至足以從所述流(B)中冷凝出CO₂的溫度，由此得到所述凈化的含甲烷氣流(P)。文檔編號(hào)F16J12/00GK101287691SQ200680038297公開日2008年10月15日申請(qǐng)日期2006年8月17日優(yōu)先權(quán)日2005年8月17日發(fā)明者J·凱帕,J·德帕特,M·A·德巴斯申請(qǐng)人:氣體處理服務(wù)公司