型的工作原理为:选择活性炭作为吸附剂装填于吸附管13内，装填高度以实际实验要求为准；关闭出口阀门，向系统通入一定压力的氮气，待压力恒定后，维持一小时，保证系统不漏气，以检查系统气密性；打开真空栗10，抽真空I?2小时，使得吸附剂再生。然后配气，甲烷和氮气分别由钢瓶供气，分别经稳压阀2调节压力，由质量流量计3测定流量，混合气体经第一转子流量计8以特定的流量进入吸附系统。第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔可按不同操作顺序保持吸附的连续性，用该实验装置浓缩模拟煤层气时，加压、低温时处于吸附状态，真空或常压、常温时进行脱附。吸附管13周围安装有冷却环，通过冷热液体的切换可以实现高低温操作的转换，且在保温炉18上设置有热电偶40可以实现吸附管13内温度的实时测量；冷却环外设置有保温炉18，大大降低了温度的散失。塔顶脱附气体由甲烷检测仪17测定甲烷浓度，实时检测甲烷穿透情况，由氮气收集器41收集后经气相色谱检测后用于产品回收率的计算；底部由真空栗10抽真空解吸模拟煤层气，由甲烷收集器42收集，再由气相色谱检测其产品浓度。
[0052]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种煤层气浓缩装置，其特征在于:包括配气系统、吸附系统、冷源供应系统、真空栗(10)、氮气收集系统和甲烷收集系统，所述配气系统、真空栗(10)和氮气收集系统均与吸附系统连接，所述甲烷收集系统与真空栗(10)连接，所述冷源供应系统安装在吸附系统上，所述吸附系统包括并联设置的第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔，所述第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔的结构相同且均包括吸附管(13)，所述吸附管(13)上由内向外依次设置有电加热套(19)和保温炉(18)，所述保温炉(18)上设置有用于测量吸附管(13)内温度的热电偶(40)，所述吸附管(13)的出口安装有压力表(14)，所述第一吸附塔的吸附管进口连接有第一电磁阀(21)，所述第一吸附塔的吸附管出口连接有第二电磁阀(23)，所述第二吸附塔的吸附管进口连接有第三电磁阀(25)，所述第二吸附塔的吸附管出口连接有第四电磁阀(27)，所述第三吸附塔的吸附管进口连接有第五电磁阀(29)，所述第三吸附塔的吸附管出口连接有第六电磁阀(31)，所述第一吸附塔的吸附管进口与第一电磁阀(21)之间通过管道连接有第七电磁阀(22)，所述第二吸附塔的吸附管进口与第三电磁阀(25)之间通过管道连接有第八电磁阀(26)，所述第三吸附塔的吸附管进口与第五电磁阀(29)之间通过管道连接有第九电磁阀(30)，所述第七电磁阀(22)、第八电磁阀(26)和第九电磁阀(30)通过第二手动阀(9)均与真空栗(10)的进口连接，所述第一吸附塔的吸附管出口与第二电磁阀(23)之间通过管道连接有第十电磁阀(24)，所述第二吸附塔的吸附管出口与第四电磁阀(27)之间通过管道连接有第十一电磁阀(28)，所述第三吸附塔的吸附管出口与第六电磁阀(31)之间通过管道连接有第十二电磁阀(32)，所述第十电磁阀(24)、第十一电磁阀(28)和第十二电磁阀(32)通过管道均连接。2.按照权利要求1所述的一种煤层气浓缩装置，其特征在于:所述冷源供应系统包括低温冷却液循环栗(39)、第一冷却环(20-1)、第二冷却环(20-2)和第三冷却环(20-3)，所述第一冷却环(20-1)安装在第一吸附塔的吸附管与电加热套之间，所述第二冷却环(20-2)安装在第二吸附塔的吸附管与电加热套之间，所述第三冷却环(20-3)安装在第三吸附塔的吸附管与电加热套之间，所述低温冷却液循环栗(39)通过第十三电磁阀(33)与第一冷却环(20-1)的进口连接，所述第一冷却环(20-1)的出口通过第十四电磁阀(34)与低温冷却液循环栗(39)连接，所述低温冷却液循环栗(39)通过第十五磁阀(35)与第二冷却环(20-2)的进口连接，所述第二冷却环(20-2)的出口通过第十六电磁阀(36)与低温冷却液循环栗(39)连接，所述低温冷却液循环栗(39)通过第十七电磁阀(37)与第三冷却环(20-3)的进口连接，所述第三冷却环(20-3)的出口通过第十八电磁阀(38)与低温冷却液循环栗(39)连接。3.按照权利要求1或2所述的一种煤层气浓缩装置，其特征在于:所述配气系统包括第一气路单元和第二气路单位，所述第一气路单元和第二气路单位均由第一过滤器(I)、稳压阀(2)、质量流量计(3)、第一止回阀(4)和第二过滤器(5)组成，所述第一过滤器(I)、稳压阀(2)、质量流量计(3)、第一止回阀(4)和第二过滤器(5)通过管道依次连接，所述第一气路单元和第二气路单位的第二过滤器依次通过第二止回阀￠)、第一手动阀(7)和第一转子流量计⑶与第一电磁阀(21)、第三电磁阀(25)及第五电磁阀(29)均连接。4.按照权利要求1或2所述的一种煤层气浓缩装置，其特征在于:所述氮气收集系统包括氮气收集器(41)，所述氮气收集器(41)依次通过甲烷检测仪(17)、第二转子流量计(16)和第四手动阀(15)与第二电磁阀(23)、第四电磁阀(27)及第六电磁阀(31)均连接。5.按照权利要求1或2所述的一种煤层气浓缩装置，其特征在于:所述甲烷收集系统包括甲烷收集器(42)，所述甲烷收集器(42)通过第三转子流量计(12)和第三手动阀(11)与真空栗(10)的出口连接。6.按照权利要求1或2所述的一种煤层气浓缩装置，其特征在于:每个保温炉(18)上的热电偶(40)的数量为多个。7.按照权利要求1或2所述的一种煤层气浓缩装置，其特征在于:所述第一电磁阀(21)、第七电磁阀(22)、第二电磁阀(23)、第十电磁阀(24)、第三电磁阀(25)、第八电磁阀(26)、第四电磁阀(27)、第十一电磁阀(28)、第五电磁阀(29)、第九电磁阀(30)、第六电磁阀(31)和第十二电磁阀(32)均采用型号为CWX-25S的微型电动球阀。8.按照权利要求2所述的一种煤层气浓缩装置，其特征在于:所述低温冷却液循环栗(39)采用型号为BIL0N-T-504的低温冷却液循环栗。9.按照权利要求1或2所述的一种煤层气浓缩装置，其特征在于:所述真空栗(10)采用型号为ANJ2005的微型真空栗。10.按照权利要求5所述的一种煤层气浓缩装置，其特征在于:所述甲烷检测仪(17)为固定式甲烷检测仪。
【专利摘要】本实用新型公开了一种煤层气浓缩装置，包括配气系统、吸附系统、冷源供应系统、真空泵、氮气收集系统和甲烷收集系统，配气系统、真空泵和氮气收集系统均与吸附系统连接，甲烷收集系统与真空泵连接，冷源供应系统安装在吸附系统上，吸附系统包括并联设置的第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔，第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔均包括吸附管，吸附管上由内向外依次设有电加热套和保温炉，保温炉上设有用于测量吸附管内温度的热电偶，吸附管出口安装有压力表。本实用新型解决了采用单纯变压吸附存在吸附剂性能差、分离系数低，及采用单纯变温吸附不能将甲烷很好提浓的问题；能保证浓缩过程连续性，缩短了煤层气浓缩时间，甲烷回收率高。
【IPC分类】C10L3/10, B01D53/053, C07C9/04, B01D53/00, C01B21/04
【公开号】CN204746024
【申请号】CN201520460937
【发明人】杨志远, 宣自润, 刘娇萍, 张三莉
【申请人】西安科技大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月30日