CN104479778A - 气体进行膜分离前的净化方法和净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供气体进行膜分离前的净化方法和净化系统。所述净化方法包括对待分离的原料气进行脱硫处理、换热处理和脱细微颗粒物处理，且所述各处理的顺序不限；其中，所述换热处理包括使所述原料气的露点温度低于所述膜分离的操作温度20℃以上；所述脱硫处理利用固体脱硫剂进行，并使所述原料气中总硫含量低于10ppm；所述脱细微颗粒物处理是使所述原料气中颗粒粒径小于0.01μm。在对经本发明的净化方法和净化系统净化的原料气实施膜分离时，能够较好地维持膜分离过程中膜的分离性能和分离效果，并延长膜的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种膜分离技术，特别涉及一种气体膜分离技术，尤其涉及气体进行膜分离前的净化方法和净化系统。
背景技术
天然气的主要成分为烷烃，其中以甲烷为主，此外还含有硫化氢、二氧化碳、氮气、水蒸气和少量的一氧化碳，通常需要对天然气进行净化以去除原料气中的硫化氢、二氧化碳和水蒸气，从而使其满足天然气产品标准。例如作为民用燃料的天然气，要求其总硫含量≤200mg/m3，硫化氢含量≤20mg/m3，二氧化碳含量≤3％，水露点在交接点压力下比输送条件下最低环境温度低5℃。常规天然气资源相对集中，并且处理规模大，目前普遍采用胺法脱硫脱碳及甘醇脱水工艺。
除常规天然气外，我国还包括许多非常规的能源资源，例如页岩气、沼气等，其组成虽与天然气相似，但二氧化碳含量相对较高，并且具有资源分散、产气量少、质量不稳定、稳产时间短等特点，因此，利用常规天然气净化处理工艺对这些非常规能源资源进行净化存在投资大、设备操作稳定性差、经济效益低等缺陷。目前，尚无可借鉴的成熟技术和经验对这些非常规的能源资源进行规模性地开发利用，从而造成极大的资源浪费。
气体膜分离技术是在压力的驱动下，借助气体中各组分在高分子膜表面上的吸附能力及膜内溶解-扩散上的差异(即渗透速率差异)来对气体中的组分进行分离的过程。气体在膜两侧的压力差作用下，渗透速率相对较快的气体如水蒸气、氢气、氦气、硫化氢、二氧化碳等透过膜而在膜的渗透侧得到富集(渗透气)，而渗透速率相对较慢的气体，如甲烷、氮气、一氧化碳、氩气等则在膜的滞留侧被富集(渗余气)，从而达到分离目的。目前，用于气体膜分离的高分子膜主要有聚烯烃、纤维素类、聚砜、聚酰亚胺、有机硅材料及聚硅酸酯等，其中聚酰亚胺中空纤维膜因具有操作压力高、通量大、分离系数高等优势而备受青睐。
利用气体膜分离技术对原料气进行膜分离前，通常需要对原料气进行净化处理(即预处理)，从而去除原料气中影响膜稳定性的颗粒、液态水、油类等杂质，此外在原料气含硫量较高时通常还需对原料气进行粗脱硫。除了常规的脱水外，例如公开号为CN101760270A采用在原料气进行膜分离之前将其加热至远离露点温度的方式来避免原料气中的水对膜分离的影响。
然而，试验表明，采用上述方式净化处理后的原料气进行膜分离时，膜组件在运行一段时间后仍然存在压降明显增大、通量显著减小、分离效率明显降低等问题，并且长期使用状态下的膜基本无法达到预期的使用寿命。
发明内容
本发明提供气体进行膜分离前的净化方法和净化系统，用于解决现有技术中经传统预处理方法净化的原料气在膜分离时产生压降明显增大、通量显著减小、分离效率明显降低等问题；本发明的净化方法和净化系统运行成本低，并且显著提高膜的使用寿命。
本发明提供的气体进行膜分离前的净化方法，包括对待分离的原料气进行脱硫处理、换热处理和脱细微颗粒物处理，且所述各处理的顺序不限；其中，所述换热处理包括使所述原料气的露点温度低于所述膜分离的操作温度20℃以上；所述脱硫处理利用固体脱硫剂进行，并使所述原料气中总硫含量低于10ppm；所述脱细微颗粒物处理是使所述原料气中颗粒粒径小于0.01μm。
本发明的净化方法对待分离的原料气的来源和组成不作严格限制，其对能够采用气体膜分离技术进行分离的原料气均适用；特别是，该净化方法尤其适用于含有甲烷和二氧化碳的原料气，例如页岩气、沼气等，经该净化方法处理后的原料气中的甲烷和二氧化碳通过气体膜分离技术得到分离。
本发明人发现，在气体进行膜分离的过程中，原料气中的微量含硫物质(＞10ppm，包括无机硫和有机硫)仍然可能会与膜分离所使用的膜发生反应而改变膜的分离性能并缩短膜的使用寿命，从而导致传统预处理方法在后续进行的气体膜分离过程中存在膜的分离效率明显降低以及无法达到膜的预期使用寿命等问题。经研究表明，必须将待分离的原料气中的总硫含量降低至一定范围(低于10ppm)内才能够较好地保证膜的分离性能和分离效率。在该范围内进一步降低总硫含量对于膜的分离效率及使用寿命的影响微乎其微，因此无需因追求更低的总硫含量而造成成本增加。
此外，本发明人还发现，传统预处理方法虽然实施了液态水和颗粒的去除，但在后续的气体膜分离过程中依然会产生压降明显增大、通量显著减小等问题，其原因可能是由于原料气中的气态水及更细小的颗粒没有得到有效地去除。在膜分离的实施过程中，由于膜分离操作条件的改变(例如加压等)可能导致预处理后原料气中的气态水转变成液态水，其在膜表面沉积从而产生上述问题，通过实施使原料气的露点温度低于膜分离的操作温度一定温度(20℃)的换热处理，可以保证换热处理后的原料气在后续的膜分离操作过程中不会产生明显的压降；同时，使原料气中的颗粒粒径小于一定范围(0.01μm)能够进一步保证在膜分离过程中不会有颗粒沉积在膜表面而造成明显压降等问题。本发明正是鉴于这些研究而形成。
本发明对所述脱硫处理和脱细微颗粒物处理的具体实施方式不作严格限制，只要在满足上述所限定的效果的前提下，可以采用本领域的任意常规方法或其组合进行。
进一步地，本发明所述的用于气体膜分离的净化方法，还包括对所述原料气进行脱油处理。该脱油处理主要用于去除经含油压缩机压缩后原料气中所夹带的油类物质，由于所夹带的油类物质的含量极其微弱，因此采用本领域常规的脱油方法即可使原料气中的油类物质完全脱除，从而避免其在后续的膜分离过程中堵塞膜材料。
本发明所述的净化方法，对所述脱硫处理、换热处理、脱细微颗粒物处理以及可选地脱油处理的先后顺序不作严格限定，其顺序可以是任意的，并且各顺序并不对本发明的实质效果产生影响。
在本发明一具体方案中，可以首先对所述原料气进行所述换热处理，并且最后对所述原料气进行所述脱细微颗粒物处理。由于脱硫处理、脱油处理中采用固体物进行，原料气中的水分可能会使该固体物产生粘黏从而降低处理的效果，因此可以首先去除原料气中的水分；此外，采用该固体物进行脱硫处理、脱油处理后可能会使原料气中夹带颗粒，因此最后进行脱细微颗粒物处理有利于防止原料气在后续的处理中夹带颗粒，并且可以一并对原料气中的颗粒以及所夹带的颗粒进行去除。
在本发明中，对所述原料气中总硫含量不作严格限制，本领域技术人员可以根据原料气中总硫含量来选择适宜的脱硫方法或其组合来进行脱硫处理，并且使原料气中总硫含量低于10ppm。在本发明一具体方案中，所述原料气中总硫含量低于1000ppm。
进一步地，所述固体脱硫剂为活性炭和/或氧化铁。活性炭的脱硫机理为吸附含硫物质，而氧化铁的脱硫机理为与含硫物质发生化学反应，其可以组合使用，并且在组合时氧化铁在固体脱硫剂中的质量含量可以为20～40％。上述脱硫剂主要用于脱除硫化氢，同时也能脱除部分有机硫以及氨气、硅氧烷、挥发性有机化合物等，在实现本发明特定脱硫效果的前提下，其价格相对其它脱硫剂低廉，因此具有较好的经济性。此外，可以采用脱硫反应器进行所述脱硫处理，将所述固体脱硫剂置于脱硫反应器中，在原料气通过固体脱硫剂时即可吸附或者反应其中的含硫物质。
进一步地，进行所述脱硫处理时，该脱硫剂的用量可以根据原料气中的总硫含量、对脱硫处理后的原料气中的总硫含量要求、原料气的处理量以及该脱硫剂的性能(例如饱和吸附量)进行确定。以饱和吸附量为20％的活性炭为例，其在对由1：1的CH4和CO2组成的原料气进行脱硫处理时，如果原料气中总硫的质量含量为500ppm，脱硫处理后要求原料气中总硫的质量含量低于10ppm，原料气的处理量为1000Nm3/h，脱硫剂更换周期为2年，按照2年的量(16000小时)计算，该脱硫剂的使用量约为52.5吨，即10-6×(500-10)×1000/22.4×0.03×16000/0.2＝52.5吨。脱硫处理的其它工艺参数可以为本领域的常规选择，例如原料气的空速为30～1000h-1，操作温度0～90℃，操作压力0.1～4.0MPa。
在本发明一具体方案中，所述换热处理包括如下步骤：
对所述原料气进行降温处理，使所述原料气的露点温度低于所述膜分离的操作温度20℃以上，并分离出所形成的液态水。
进一步地，所述换热处理还包括：对分离出液态水的原料气进行升温处理。所述升温处理可以将原料气升温至20℃以上，例如20～35℃，从而达到膜分离所需要的温度要求。
在本发明一具体方案中，采用非对称膜滤芯进行所述脱细微颗粒物处理，所述非对称膜滤芯由Fe-Al金属间化合物多孔材料制备而成。可以采用本领域的常规方法制备该多孔材料以及非对称膜滤芯。
在本发明一具体方案中，采用固体脱油剂进行所述脱油处理，所述固体脱油剂为多孔吸附剂或负载型固体脱油剂。所述多孔吸附剂以及所述负载型固体脱油剂的载体可以为活性炭、硅胶、分子筛、吸附树脂等，其能够吸附原料气中的油类物质并将其完全去除。
进一步地，所述负载型固体脱油剂的活性成分包括碱性化合物，所述碱性化合物在所述负载型固体脱油剂中的质量百分含量不高于30％。具体地，所述碱性化合物可以是Na、K、Ca、Mg等碱金属的氧化物或碳酸盐等，例如碳酸钠、碳酸钾等。
本发明所述的气体进行膜分离前的净化方法能够对进行膜分离前的原料气进行净化处理，从而使经净化处理的原料气在后续气体膜分离过程中能够较好地维持膜的分离性能和分离效果，并延长膜的使用寿命。
本发明还提供一种对气体进行膜分离的方法，包括：
按照上述的净化方法对待分离的原料气进行净化处理；
对净化处理后的原料气实施膜分离。
本发明所提供的对气体进行膜分离的方法，对实施所述膜分离所采用的膜的材质不作严格限制，例如可以为聚酰亚胺中空纤维膜、乙酸纤维素中空纤维膜、聚二甲基硅氧烷中空纤维膜或聚砜中空纤维膜，本领域技术人员可以根据原料气的组成以及分离目标来选择合适的膜。例如，在分离页岩气或沼气中的二氧化碳时，可以采用聚酰亚胺中空纤维膜。
本发明还提供一种用于实施上述净化方法的净化系统，包括换热器、脱硫反应器和颗粒过滤器，所述换热器、所述脱硫反应器和所述颗粒过滤器串联连接。所述换热器、所述脱硫反应器和所述颗粒过滤器的设置顺序任意。
具体地，所述换热器至少实施使原料气的露点温度低于膜分离的操作温度20℃以上、并分离出所形成的液态水的换热处理；所述脱硫反应器实施对所述原料气的脱硫处理，并使所述原料气中的总硫含量低于10ppm；所述颗粒过滤器实施对所述原料气的脱细微颗粒物处理，并使所述原料气中颗粒粒径小于0.01μm。
进一步地，在所述换热器、所述脱硫反应器和所述颗粒过滤器上均设有原料气进口和原料气出口；所述换热器的原料气出口与所述脱硫反应器的原料气进口连接；所述脱硫反应器的原料气出口与所述颗粒过滤器的原料气进口连接。即，本发明的净化系统包括依次串联设置的换热器、脱硫反应器和颗粒过滤器。
本发明的净化系统还可以包括脱油反应器，其与所述换热器、所述脱硫反应器或所述颗粒过滤器串联连接。并且，所述脱油反应器可以设置在所述换热器与所述脱硫反应器之间，或者设置在所述脱硫反应器与所述颗粒过滤器之间。
进一步地，在所述换热器、所述脱硫反应器、所述颗粒过滤器和所述脱油反应器上均设有原料气进口和原料气出口；所述换热器的原料气出口与所述脱硫反应器的原料气进口连接；所述脱硫反应器的原料气出口与所述脱油反应器的原料气进口连接；所述脱油反应器的原料气出口与所述颗粒过滤器的原料气进口连接。
或者，所述换热器的原料气出口与所述脱油反应器的原料气进口连接；所述脱油反应器的原料气出口与所述脱硫反应器的原料气进口连接；所述脱硫反应器的原料气出口与所述颗粒过滤器的原料气进口连接。
在本发明中，所述换热器、脱硫反应器、颗粒过滤器、脱油反应器可以是本领域常规的结构或其组合。例如，所述换热器可以为冷干机，也可以为依次串联设置的冷干机和加热器，其中，所述冷干机用于使所述原料气的露点温度低于所述膜分离的操作温度20℃以上，并分离出所形成的液态水；所述加热器用于将经换热处理的原料气加热至膜分离所需的温度。
本发明还提供一种膜分离系统，包括上述任一所述的净化系统和与所述净化系统连接的至少一个膜组件。
进一步地，所述膜组件具有中空纤维膜。
进一步地，本发明的膜分离系统包括多个所述膜组件，多个所述膜组件之间串联或并联设置。
本发明提供的气体进行膜分离前的净化方法和净化系统，通过对待分离的原料气中的总硫含量和颗粒粒径进行严格限制，并且实施特定的换热处理，可以使净化处理后的原料气在进行膜分离时能较好地维持膜的分离性能和分离效果，并延长膜的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1的净化方法的流程示意图；
图2为本发明一实施方式的净化系统的结构示意图；
图3为本发明另一实施方式的净化系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图和实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例以页岩气为原料气，其主要组成为(体积含量)：CH482.7％，CO213.3％，H2S 100ppm，H2O 4.0％；该原料气的流量为1000Nm3/h，温度为35℃，压力为3.5MPa(井口压力)，该原料气未经压缩机压缩，并且未检出油类物质。
如图1所示，对该原料气进行净化处理的步骤具体包括：
1、换热处理
该原料气进行膜分离的操作温度预设为30℃，对该原料气进行降温处理，使原料气的温度降至5℃，降温处理后的原料气的露点温度为5℃，此时原料气的露点温度低于膜分离的操作温度25℃；随后分离出所形成的液态水，再对原料气进行升温处理，使原料气的温度升至30℃。
2、脱硫处理
采用由质量含量为60％的活性炭和质量含量为40％的氧化铁组成的固体脱硫剂对经上述换热处理的原料气进行脱硫处理，其中固体脱硫剂的用量为50m3，原料气的体积空速为800h-1，脱硫处理后原料气中的H2S含量降至1.7ppm。
3、脱细微颗粒物处理
采用非对称膜滤芯对经上述脱硫处理的原料气进行脱细微颗粒物处理，非对称膜滤芯由Fe-Al金属间化合物多孔材料制备而成，经脱细微颗粒物处理后原料气中的颗粒粒径小于0.01μm。
实施例2
本实施例以木薯渣沼气为原料气，经湿法粗脱硫和压缩后，该沼气的主要组成为(体积含量)：CH456.5％，CO239.8％，H2S 150ppm，H2O 3.5％，O2+N20.2％，油3ppm；该原料气的流量为350Nm3/h，温度为30℃，压力为2MPa。
对该原料气进行净化处理的步骤具体包括：
1、换热处理
该原料气进行膜分离的操作温度预设为30℃，对该原料气进行降温处理，使原料气的温度降至10℃，降温处理后的原料气的露点温度为10℃，此时原料气的露点温度低于膜分离的操作温度20℃；随后分离出所形成的液态水，再对原料气进行升温处理，使原料气的温度升至30℃。
2、脱硫处理
采用由质量含量为70％的活性炭和质量含量为30％的氧化铁组成的固体脱硫剂对经上述换热处理的原料气进行脱硫处理，其中固体脱硫剂的用量为30m3，原料气的体积空速为800h-1，脱硫处理后原料气中的H2S含量降至2.1ppm。
3、脱油处理
采用负载型固体脱油剂对经上述脱硫处理的原料气进行脱油处理，其中该负载型固体脱油剂的活性成分为Na2CO3，其在负载型固体脱油剂中的质量百分含量为3％，该负载型固体脱油剂的用量为15m3，脱硫处理后原料气中的少量油被全部脱除。
4、脱细微颗粒物处理
采用非对称膜滤芯对经上述脱油处理的原料气进行脱细微颗粒物处理，非对称膜滤芯由Fe-Al金属间化合物多孔材料制备而成，经脱细微颗粒物处理后原料气中的颗粒粒径小于0.01μm。
实施例3
本实施例以鸡粪沼气为原料气，经湿法粗脱硫和压缩后，该沼气的主要组成为(体积含量)：CH462％，CO234.3％，H2S 1000ppm，H2O 3.5％，O2+N20.2％，油3ppm；该原料气的流量为350Nm3/h，温度为30℃，压力为2MPa。
对该原料气进行净化处理的步骤具体包括：
1、换热处理
该原料气进行膜分离的操作温度预设为30℃，对该原料气进行降温处理，使原料气的温度降至10℃，降温处理后的原料气的露点温度为10℃，此时原料气的露点温度低于膜分离的操作温度20℃；随后分离出所形成的液态水，再对原料气进行升温处理，使原料气的温度升至30℃。
2、脱硫处理
采用由质量含量为70％的活性炭和质量含量为30％的氧化铁组成的固体脱硫剂对经上述换热处理的原料气进行脱硫处理，其中固体脱硫剂的用量为50m3，原料气的体积空速为500h-1，脱硫处理后原料气中的H2S含量降至10ppm。
3、脱油处理
采用负载型固体脱油剂对经上述脱硫处理的原料气进行脱油处理，其中该负载型固体脱油剂的活性成分为K2O，其在负载型固体脱油剂中的质量百分含量为10％，该负载型固体脱油剂的用量为20m3，脱硫处理后原料气中的少量油被全部脱除。
4、脱细微颗粒物处理
采用非对称膜滤芯对经上述脱油处理的原料气进行脱细微颗粒物处理，非对称膜滤芯由Fe-Al金属间化合物多孔材料制备而成，经脱细微颗粒物处理后原料气中的颗粒粒径小于0.01μm。
实施例4
如图2和图3所示，本发明一实施方式的净化系统，包括换热器1、脱硫反应器2和颗粒过滤器3，换热器1、脱硫反应器2和颗粒过滤器3串联连接。其中，换热器1至少实施使原料气的露点温度低于膜分离的操作温度20℃以上、并分离出所形成的液态水的换热处理；脱硫反应器2实施对原料气的脱硫处理，并使原料气中的总硫含量低于10ppm；颗粒过滤器3实施对原料气的脱细微颗粒物处理，并使原料气中颗粒粒径小于0.01μm。
进一步地，在换热器1、脱硫反应器2和颗粒过滤器3上均设有原料气进口和原料气出口；换热器1的原料气出口与脱硫反应器2的原料气进口连接；脱硫反应器2的原料气出口与颗粒过滤器3的原料气进口连接。即，换热器1、脱硫反应器2和颗粒过滤器3依次串联连接。
如图3所示，本发明另一实施方式的净化系统还可以包括脱油反应器4，其与换热器1、脱硫反应器2或颗粒过滤器3串联连接。
进一步地，在换热器1、脱硫反应器2、颗粒过滤器3和脱油反应器4上均设有原料气进口和原料气出口；换热器1的原料气出口与脱硫反应器2的原料气进口连接；脱硫反应器2的原料气出口与脱油反应器4的原料气进口连接；脱油反应器4的原料气出口与颗粒过滤器3的原料气进口连接。即，换热器1、脱硫反应器2、脱油反应器4和颗粒过滤器3依次串联连接。
换热器1、脱硫反应器2、颗粒过滤器3、脱油反应器4可以是本领域常规的结构或其组合。例如，换热器1可以为冷干机，其实施使原料气的露点温度低于膜分离的操作温度20℃以上，并分离出所形成的液态水的操作；此外，换热器1也可以为依次串联设置的冷干机和加热器，加热器用于将经换热处理的原料气加热至膜分离所需的温度。
上述净化系统中，脱硫反应器1实施脱硫处理，换热器2实施换热处理，颗粒过滤器3实施脱细微颗粒物处理，脱油反应器4实施脱油处理。其中，换热器2包括依次设置的冷干机和加热器，冷干机用于降温脱水，加热器用于将脱水后的原料气加热至膜分离操作所需的温度。
对照例1
按照实施例3方法对实施例3的原料气依次进行换热处理、脱硫处理、脱油处理和脱细微颗粒物处理，其中不同的是，在脱硫处理步骤中，将固体脱硫剂的用量减少至20m3，并且调节体积空速，使脱硫处理后原料气中的H2S含量降至50ppm左右。
对照例2
首先，采用除雾器对实施例1的原料气进行初脱固和气液分离，使天然气不含有大于1μm的粒子，随后采用凝结式过滤器进一步除去原料气中可能夹带的大于0.01μm的细微液体和有害杂质，再将原料气升温至60℃，使原料气远离露点温度并恒定膜分离系统的操作温度进行膜分离。
试验例1
采用聚酰亚胺中空纤维膜分别对实施例1至3和对照例1至2净化方法处理的原料气进行膜分离。
在对经实施例1至3净化方法处理的原料气连续实施膜分离24个月后，膜分离效率仍达到膜初始状态下的分离效率的95％以上，膜通量仍达到初始状态下的膜通量的95％以上，说明该净化方法对膜影响较小，在长期使用后仍然能够较好地保证膜的分离性能和分离效率，膜的使用寿命可长达10年。
在对经对照例1净化方法处理的原料气连续实施膜分离6个月后，膜分离效率明显降低，仅为初始状态下的膜分离效率的86％，此时已无法较好地达到膜分离工艺的要求。
在对经对照例2净化方法处理的原料气连续实施膜分离12个月后，膜通量降至初始状态的80％左右，膜的使用寿命显著缩短，仅为6～7年。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (15)
1.气体进行膜分离前的净化方法，其特征在于，包括对待分离的原料气进行脱硫处理、换热处理和脱细微颗粒物处理，且所述各处理的顺序不限；其中，
所述换热处理包括使所述原料气的露点温度低于所述膜分离的操作温度20℃以上；所述脱硫处理利用固体脱硫剂进行，并使所述原料气中总硫含量低于10ppm；所述脱细微颗粒物处理是使所述原料气中颗粒粒径小于0.01μm。
2.根据权利要求1所述的净化方法，其特征在于，还包括对所述原料气进行脱油处理。
3.根据权利要求1或2所述的净化方法，其特征在于，首先对所述原料气进行所述换热处理，并且最后对所述原料气进行所述脱细微颗粒物处理。
4.根据权利要求1至3任一所述的净化方法，其特征在于，所述原料气中总硫含量低于1000ppm。
5.根据权利要求4所述的净化方法，其特征在于，所述固体脱硫剂为活性炭和/或氧化铁。
6.根据权利要求1至3任一所述的净化方法，其特征在于，所述换热处理包括如下步骤：
对所述原料气进行降温处理，使所述原料气的露点温度低于所述膜分离的操作温度20℃以上，并分离出所形成的液态水。
7.根据权利要求6所述的净化方法，其特征在于，所述换热处理还包括：对分离出液态水的原料气进行升温处理。
8.根据权利要求1至3任一所述的净化方法，其特征在于，采用非对称膜滤芯进行所述脱细微颗粒物处理，所述非对称膜滤芯由Fe-Al金属间化合物多孔材料制备而成。
9.根据权利要求2所述的净化方法，其特征在于，采用固体脱油剂进行所述脱油处理，所述固体脱油剂为多孔吸附剂或负载型固体脱油剂。
10.根据权利要求9所述的净化方法，其特征在于，所述负载型固体脱油剂的活性成分包括碱性化合物，所述碱性化合物在所述负载型固体脱油剂中的质量百分含量不高于30％，并且所述碱性化合物选自Na、K、Ca、Mg的氧化物或碳酸盐。
11.根据权利要求1至10任一所述的净化方法，其特征在于，所述原料气包括含有甲烷和二氧化碳的气体。
12.一种对气体进行膜分离的方法，其特征在于，包括：
按照权利要求1至11任一所述的净化方法对待分离的原料气进行净化处理；
对净化处理后的原料气实施膜分离。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，实施所述膜分离所采用的膜为聚酰亚胺中空纤维膜、乙酸纤维素中空纤维膜、聚二甲基硅氧烷中空纤维膜或聚砜中空纤维膜。
14.一种用于实施权利要求1至11任一所述净化方法的净化系统，其特征在于，包括换热器、脱硫反应器和颗粒过滤器，所述换热器、所述脱硫反应器和所述颗粒过滤器串联连接。
15.根据权利要求14所述的净化系统，其特征在于，在所述换热器、所述脱硫反应器和所述颗粒过滤器上均设有原料气进口和原料气出口；
所述换热器的原料气出口与所述脱硫反应器的原料气进口连接；
所述脱硫反应器的原料气出口与所述颗粒过滤器的原料气进口连接。
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