一種低濃度煤層氣提濃裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及低濃度煤層氣提濃技術(shù)領(lǐng)域；具體涉及一種利用變壓吸附技術(shù)提濃低濃度煤層氣的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤層氣俗稱瓦斯氣，其主要成分是甲烷。它不僅是一種寶貴的清潔能源，也是一種重要的化工原料。我國煤層氣儲量豐富，據(jù)中國產(chǎn)業(yè)研究報告網(wǎng)發(fā)布的《2014-2019年中國煤層氣行業(yè)市場分析與投資趨勢研究報告》顯示，我國煤層氣總地質(zhì)資源儲量為
3.68 X 10V,是世界上繼俄羅斯、加拿大之后第三大儲量國。不過，我國瓦斯氣利用率并不高。以2012年為例，煤層氣產(chǎn)量126.02億立方米，利用率僅為41.72%。
[0003]我國絕大部分煤層氣的甲烷濃度低于50% ;這部分煤層氣對煤礦安全生產(chǎn)影響極大，而且氧含量高，難以直接利用，大部分都是未被利用就直接對空排放。不僅浪費能源，甲烷是一種溫室氣體，而且還造成嚴(yán)重環(huán)境問題。
[0004]中國發(fā)明專利ZL200610028178.2公開了 “一種兩段低壓法煤層氣生產(chǎn)天然氣方法”。該發(fā)明專利在接近常壓(0.05MPa以下)將10%以下甲烷濃度的煤層氣通過兩段變壓吸附提濃至95%以上。兩段變壓吸附為兩段CH4氣吸附提濃工段串聯(lián)循環(huán)而成。該工藝可以將低濃度煤層氣提濃至95%以上，而且提高了甲烷利用率。但是，該工藝在接近常壓下吸附煤層氣，整套裝置結(jié)構(gòu)龐大，占地面積廣，不適用于大氣量的煤層氣提濃；而且，10%甲烷濃度的煤層氣正好處于爆炸區(qū)間，不能保證該工藝的安全運行。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的狀況，提供一種適用于大氣量且安全性好的低濃度煤層氣提濃裝置。
[0006]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種低濃度煤層氣提濃裝置，包括除塵裝置，該除塵裝置通過原料氣管道與甲烷氣吸附裝置相連，所述甲烷氣吸附裝置由多個甲烷吸附罐串聯(lián)而成，所述甲烷吸附罐底部設(shè)置一級常壓解析氣管道和一級真空解析氣管道，所述一級常壓解析氣管道和所述一級真空解析氣管道匯合至一處后通過一級解析氣管道與氧氮吸附裝置相連，所述氧氮吸附裝置由多個氧氮吸附罐串聯(lián)而成，其特征在于:所述甲烷氣吸附裝置前設(shè)置一級增壓裝置，所述氧氮吸附裝置前設(shè)置二級壓縮機。
[0007]本實用新型在甲烷氣吸附裝置、氧氮吸附裝置前面分別設(shè)置一級增壓裝置和二級壓縮機，可以大大減小甲烷氣吸附裝置、氧氮吸附裝置的體積，不僅適用于小氣量的氣井，而且適用于大氣量的氣井，豐富了應(yīng)用范圍。
[0008]為了保證進(jìn)入吸附裝置的煤層氣干燥、無油，延長吸附劑的使用壽命。所述一級增壓裝置與所述甲烷氣吸附裝置之間的原料氣管道上依次設(shè)置一級脫水裝置和一級除油裝置；所述二級壓縮機與所述氧氮吸附裝置之間的一級解析氣管道上依次設(shè)置二級脫水裝置和二級除油裝置。
[0009]甲烷氣吸附裝置由2?4個甲烷吸附罐串聯(lián)而成，所述氧氮吸附裝置由2?4個氧氮吸附罐串聯(lián)而成。每個吸附罐依次進(jìn)行吸附、降壓、置換、升壓并不斷循環(huán)上述步驟。
[0010]所述甲烷吸附罐頂部設(shè)置有廢氣排放管道。
[0011]所述氧氮吸附罐的底部設(shè)置二級常壓解析氣管道和二級真空解析氣管道，所述二級常壓解析氣管道和所述二級真空解析氣管道匯合至一處后與所述一級增壓裝置的進(jìn)口相連接。二級解析氣返回至一級增壓裝置循環(huán)利用，能顯著提高甲烷的利用率。
[0012]所述一級真空解析氣管道上安裝有一級真空栗，所述二級真空解析氣管道上安裝有二級真空栗。真空栗是用來真空解析吸附劑吸附的氣體。
[0013]所述氧氮吸附罐頂部設(shè)置成品氣管道。
[0014]所述原料氣管道、所述一級常壓解析氣管道、所述一級真空解析氣管道、所述廢氣排放管道、所述一級解析氣管道、所述二級常壓解析氣管道、所述二級真空解析氣管道、所述成品氣管道上安裝有程控閥，該程控閥的開閉由PLC控制。
[0015]所述除塵裝置的進(jìn)口通過水封阻火器與煤層氣氣源相連，出口通過干阻火器與所述一級增壓裝置相連。除塵裝置前后設(shè)置阻火器，可以保護(hù)裝置的安全運行，并把危險控制在最小范圍內(nèi)。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖；
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0018]圖1示出本實用新型的一個實施方式，它包括除塵裝置3，該除塵裝置3通過原料氣管道10與甲烷氣吸附裝置8相連。
[0019]除塵裝置3的進(jìn)口通過水封阻火器2與煤層氣氣源1相連。本實用新型的煤層氣氣源甲烷濃度為30%?40%。除塵裝置3的出口通過干阻火器4與一級增壓裝置5相連。由于在除塵過程中氣體流速過快難免會產(chǎn)生靜電發(fā)生局部爆炸，在除塵裝置前后設(shè)置阻火器，可以避免火焰向兩端蔓延，保護(hù)整套裝置安全并把損失控制在最小范圍內(nèi)。
[0020]—級增壓裝置可以為水環(huán)壓縮機，也可以為離心風(fēng)機，將常壓的煤層氣增壓至
0.15 ?0.2MPa0
[0021]一級增壓裝置5的出口與甲烷氣吸附裝置8相連，在一級增壓裝置5和甲烷氣吸附裝置8之間的原料氣管道10上依次設(shè)置一級脫水裝置6和一級除油裝置7。在甲烷氣吸附裝置之間設(shè)置脫水裝置和除油裝置，是為了除去原料氣中的水分和油，保證進(jìn)入甲烷氣吸附裝置的原料氣是干燥并無油的，可以延長甲烷氣吸附裝置中吸附劑的使用壽命。
[0022]甲烷氣吸附裝置8由2至4個甲烷吸附罐9串聯(lián)而成，該甲烷吸附罐9內(nèi)填充有甲烷吸附吸附劑；甲烷吸附罐9的頂部設(shè)置有廢氣排放管道13 ;甲烷吸附吸附劑可以吸附甲烷和少量氧氮，未被吸附的氣體通過廢氣排放管道排出。每個甲烷吸附罐9依次進(jìn)行吸附、降壓、置換、升壓并不斷循環(huán)上述步驟。
[0023]甲烷吸附罐9的底部設(shè)置一級常壓解析氣管道12和一級真空解析氣管道11，一級常壓解析氣管道12和一級真空解析氣管道11匯合至一處后與二級壓縮機15相連接。一級真空解析氣管道11上安裝有一級真空栗14。當(dāng)甲烷吸附罐吸附甲烷至飽和后先進(jìn)行常壓解析，解析出來的氣體從一級常壓解析氣管道流出，經(jīng)過常壓解析后進(jìn)一步利用一級真空栗進(jìn)行真空解析，解析出來的氣體從一級真空解析氣管道流出。
[0024]經(jīng)過甲烷氣吸附裝置提純后，煤層氣甲烷濃度能提高至50%?60%。
[0025]原料氣管道10、一級常壓解析氣管道12、一級真空解析氣管道11、廢氣排放管道13上安裝有程控閥，該程控閥的開閉由PLC控制。<