低浓度煤层气压缩分级提纯装置的制作方法

本发明属于煤层气体处理相关，更具体地说，特别涉及一种低浓度煤层气压缩分级提纯装置。

背景技术：

1、煤层气主要成分为甲烷(ch4)、氧气(o2)与氮气(n2)，根据甲烷的浓度占比范围划分为高、中高与低三种不同浓度的煤层气。由于低浓度煤层气(甲烷浓度小于30％的煤层气，下简称低浓煤)接近甲烷在空气中的爆炸浓度范围，因此为了生产安全考虑，在现有技术中规定低浓度煤层气不允利用，然而地下开采的煤层气多数以低浓度为主，这就会造成大量低浓煤气直排，造成大量能源资源浪费。另外，煤层气燃烧无污染气体，然而低浓度煤层气中含有的ch4排空所造成的温室效应约等效于21倍的co2，其对气候变暖所带来的影响不容忽视。

技术实现思路

1、(一)技术问题

2、综上所述，如何对低浓度煤层气进行有效利用，从而解决现有技术中低浓度煤层气排空而存在的能源资源浪费的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

3、(二)技术方案

4、本发明提供了一种低浓度煤层气压缩分级提纯装置，在本发明中，该低浓度煤层气压缩分级提纯装置包括多级吸附提纯系统，所述多级吸附提纯系统用于实现气体中甲烷的多级提纯以及其他杂质气体的多级吸附分离；

5、所述多级吸附提纯系统包括有至少两组吸附提纯单元，每一组所述吸附提纯单元对甲烷气体提纯后其含量占比至少提升1-3倍；

6、在所述甲烷气体的含量占比大于90％时采用液化系统实现气体的液化。

7、优选地，在本发明所提供的低浓度煤层气压缩分级提纯装置中，每一组所述吸附提纯单元对其他杂质气体吸附后其含量占比至少降低三分之一。

8、优选地，在本发明所提供的低浓度煤层气压缩分级提纯装置中，在所述多级吸附提纯系统的上游设置有净化系统，所述净化系统的净化能力不小于0.01μm。

9、优选地，在本发明所提供的低浓度煤层气压缩分级提纯装置中，所述净化系统为压缩净化系统，用于在气体压缩状态对气体进行过滤，其中压缩状态气体的露点温度范围为2℃-10℃。

10、优选地，在本发明所提供的低浓度煤层气压缩分级提纯装置中，所述吸附提纯单元包括有一级吸附提纯单元以及二级吸附提纯单元；所述一级吸附提纯单元对气体提纯后，甲烷气体含量占比范围为30％-60％。

11、优选地，在本发明所提供的低浓度煤层气压缩分级提纯装置中，所述二级吸附提纯单元对气体提纯后，甲烷气体含量占比不小于90％。

12、优选地，在本发明所提供的低浓度煤层气压缩分级提纯装置中，与所述一级吸附提纯单元连接有一级分支管，用于提纯后气体的发电、民用以及工业应用。

13、优选地，在本发明所提供的低浓度煤层气压缩分级提纯装置中，与所述二级吸附提纯单元连接有二级分支管，用于提纯后气体的管道输送。

14、优选地，在本发明所提供的低浓度煤层气压缩分级提纯装置中，还包括有总成框架，所述多级吸附提纯系统集成设置于所述总成框架内。

15、优选地，在本发明所提供的低浓度煤层气压缩分级提纯装置中，所述总成框架为撬装式框架结构；或，所述总成框架为锚固式框架结构。

16、(三)有益效果

17、本发明提供了一种低浓度煤层气压缩分级提纯装置，该低浓度煤层气压缩分级提纯装置包括多级吸附提纯系统，多级吸附提纯系统用于实现气体中甲烷的多级提纯以及其他杂质气体的多级吸附分离；多级吸附提纯系统包括有至少两组吸附提纯单元，每一组吸附提纯单元对甲烷气体提纯后其含量占比至少提升1-3倍；在甲烷气体的含量占比大于90％时采用液化系统实现气体的液化。通过上述结构设计，本发明可以将排空的低浓度煤层气，加压脱除杂质后，利用变压吸附技术进行多级提纯，将煤层气中的氮、氧、二氧化碳等成份分离并除去，制备出满足民用工业燃料、发电、cng、管输煤层气等不同级别的高浓度甲烷气体，同时将尾气中的二氧化碳捕集，实现煤矿区中低浓度煤层气资源化利用，并为企业带来良好的经济效益。本发明能够将低浓煤转换成天然气存储，既合理有效利用资源，同时也可减少温室气体的排放，保护地球生态环境。本发明采用了变压吸附提纯技术，设备操作易懂，投资金额小，可实现全自动控制。

技术特征：

1.一种低浓度煤层气压缩分级提纯装置，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的低浓度煤层气压缩分级提纯装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的低浓度煤层气压缩分级提纯装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的低浓度煤层气压缩分级提纯装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的低浓度煤层气压缩分级提纯装置，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的低浓度煤层气压缩分级提纯装置，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的低浓度煤层气压缩分级提纯装置，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的低浓度煤层气压缩分级提纯装置，其特征在于，

9.根据权利要求1至8任一项所述的低浓度煤层气压缩分级提纯装置，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的低浓度煤层气压缩分级提纯装置，其特征在于，

技术总结一种低浓度煤层气压缩分级提纯装置，包括多级吸附提纯系统，多级吸附提纯系统用于实现气体中甲烷的多级提纯以及其他杂质气体的多级吸附分离；多级吸附提纯系统包括有至少两组吸附提纯单元，每一组吸附提纯单元对甲烷气体提纯后其含量占比至少提升1‑3倍；在甲烷气体的含量占比大于90％时采用液化系统实现气体的液化。本发明可以将排空的低浓度煤层气，加压脱除杂质后，利用变压吸附技术进行多级提纯，将煤层气中的氮、氧、二氧化碳等成份分离并除去，制备出满足民用工业燃料、发电、CNG、管输煤层气等不同级别的高浓度甲烷气体，同时将尾气中的二氧化碳捕集，实现煤矿区中低浓度煤层气资源化利用，并为企业带来良好的经济效益。技术研发人员：李宝存受保护的技术使用者：北京市飞达捷能气体分离技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17