一种低浓度煤层气提浓装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及低浓度煤层气提浓技术领域；具体涉及一种利用变压吸附技术提浓低浓度煤层气的装置。
【背景技术】
[0002]煤层气俗称瓦斯气，其主要成分是甲烷。它不仅是一种宝贵的清洁能源，也是一种重要的化工原料。我国煤层气储量丰富，据中国产业研究报告网发布的《2014-2019年中国煤层气行业市场分析与投资趋势研究报告》显示，我国煤层气总地质资源储量为
3.68 X 10V,是世界上继俄罗斯、加拿大之后第三大储量国。不过，我国瓦斯气利用率并不高。以2012年为例，煤层气产量126.02亿立方米，利用率仅为41.72%。
[0003]我国绝大部分煤层气的甲烷浓度低于50% ;这部分煤层气对煤矿安全生产影响极大，而且氧含量高，难以直接利用，大部分都是未被利用就直接对空排放。不仅浪费能源，甲烷是一种温室气体，而且还造成严重环境问题。
[0004]中国发明专利ZL200610028178.2公开了 “一种两段低压法煤层气生产天然气方法”。该发明专利在接近常压(0.05MPa以下)将10%以下甲烷浓度的煤层气通过两段变压吸附提浓至95%以上。两段变压吸附为两段CH4气吸附提浓工段串联循环而成。该工艺可以将低浓度煤层气提浓至95%以上，而且提高了甲烷利用率。但是，该工艺在接近常压下吸附煤层气，整套装置结构庞大，占地面积广，不适用于大气量的煤层气提浓；而且，10%甲烷浓度的煤层气正好处于爆炸区间，不能保证该工艺的安全运行。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的状况，提供一种适用于大气量且安全性好的低浓度煤层气提浓装置。
[0006]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种低浓度煤层气提浓装置，包括除尘装置，该除尘装置通过原料气管道与甲烷气吸附装置相连，所述甲烷气吸附装置由多个甲烷吸附罐串联而成，所述甲烷吸附罐底部设置一级常压解析气管道和一级真空解析气管道，所述一级常压解析气管道和所述一级真空解析气管道汇合至一处后通过一级解析气管道与氧氮吸附装置相连，所述氧氮吸附装置由多个氧氮吸附罐串联而成，其特征在于:所述甲烷气吸附装置前设置一级增压装置，所述氧氮吸附装置前设置二级压缩机。
[0007]本实用新型在甲烷气吸附装置、氧氮吸附装置前面分别设置一级增压装置和二级压缩机，可以大大减小甲烷气吸附装置、氧氮吸附装置的体积，不仅适用于小气量的气井，而且适用于大气量的气井，丰富了应用范围。
[0008]为了保证进入吸附装置的煤层气干燥、无油，延长吸附剂的使用寿命。所述一级增压装置与所述甲烷气吸附装置之间的原料气管道上依次设置一级脱水装置和一级除油装置；所述二级压缩机与所述氧氮吸附装置之间的一级解析气管道上依次设置二级脱水装置和二级除油装置。
[0009]甲烷气吸附装置由2?4个甲烷吸附罐串联而成，所述氧氮吸附装置由2?4个氧氮吸附罐串联而成。每个吸附罐依次进行吸附、降压、置换、升压并不断循环上述步骤。
[0010]所述甲烷吸附罐顶部设置有废气排放管道。
[0011]所述氧氮吸附罐的底部设置二级常压解析气管道和二级真空解析气管道，所述二级常压解析气管道和所述二级真空解析气管道汇合至一处后与所述一级增压装置的进口相连接。二级解析气返回至一级增压装置循环利用，能显著提高甲烷的利用率。
[0012]所述一级真空解析气管道上安装有一级真空栗，所述二级真空解析气管道上安装有二级真空栗。真空栗是用来真空解析吸附剂吸附的气体。
[0013]所述氧氮吸附罐顶部设置成品气管道。
[0014]所述原料气管道、所述一级常压解析气管道、所述一级真空解析气管道、所述废气排放管道、所述一级解析气管道、所述二级常压解析气管道、所述二级真空解析气管道、所述成品气管道上安装有程控阀，该程控阀的开闭由PLC控制。
[0015]所述除尘装置的进口通过水封阻火器与煤层气气源相连，出口通过干阻火器与所述一级增压装置相连。除尘装置前后设置阻火器，可以保护装置的安全运行，并把危险控制在最小范围内。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的结构图；
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0018]图1示出本实用新型的一个实施方式，它包括除尘装置3，该除尘装置3通过原料气管道10与甲烷气吸附装置8相连。
[0019]除尘装置3的进口通过水封阻火器2与煤层气气源1相连。本实用新型的煤层气气源甲烷浓度为30%?40%。除尘装置3的出口通过干阻火器4与一级增压装置5相连。由于在除尘过程中气体流速过快难免会产生静电发生局部爆炸，在除尘装置前后设置阻火器，可以避免火焰向两端蔓延，保护整套装置安全并把损失控制在最小范围内。
[0020]—级增压装置可以为水环压缩机，也可以为离心风机，将常压的煤层气增压至
0.15 ?0.2MPa0
[0021]一级增压装置5的出口与甲烷气吸附装置8相连，在一级增压装置5和甲烷气吸附装置8之间的原料气管道10上依次设置一级脱水装置6和一级除油装置7。在甲烷气吸附装置之间设置脱水装置和除油装置，是为了除去原料气中的水分和油，保证进入甲烷气吸附装置的原料气是干燥并无油的，可以延长甲烷气吸附装置中吸附剂的使用寿命。
[0022]甲烷气吸附装置8由2至4个甲烷吸附罐9串联而成，该甲烷吸附罐9内填充有甲烷吸附吸附剂；甲烷吸附罐9的顶部设置有废气排放管道13 ;甲烷吸附吸附剂可以吸附甲烷和少量氧氮，未被吸附的气体通过废气排放管道排出。每个甲烷吸附罐9依次进行吸附、降压、置换、升压并不断循环上述步骤。
[0023]甲烷吸附罐9的底部设置一级常压解析气管道12和一级真空解析气管道11，一级常压解析气管道12和一级真空解析气管道11汇合至一处后与二级压缩机15相连接。一级真空解析气管道11上安装有一级真空栗14。当甲烷吸附罐吸附甲烷至饱和后先进行常压解析，解析出来的气体从一级常压解析气管道流出，经过常压解析后进一步利用一级真空栗进行真空解析，解析出来的气体从一级真空解析气管道流出。
[0024]经过甲烷气吸附装置提纯后，煤层气甲烷浓度能提高至50%?60%。
[0025]原料气管道10、一级常压解析气管道12、一级真空解析气管道11、废气排放管道13上安装有程控阀，该程控阀的开闭由PLC控制。<