[实用新型]一种炭分子筛制备装置

说明书

技术领域

本实用新型属于炭分子筛制备技术领域，尤其是涉及一种炭分子筛制备装置。

背景技术

煤层气是一种较常规天然气更容易勘探和开采的甲烷资源，井下抽采的低浓度煤层气主要成分为CH₄和N₂，其中CH₄含量为10％～30％。低浓度的煤层气直接排放到大气中，不仅造成资源浪费，而且对环境造成巨大的破坏，且同体积的CH₄引起的温室效应是CO₂的21倍，对臭氧的破坏能力是CO₂的7倍，而CH₄是一种清洁的可燃性气体。因此，对煤矿区煤层气的开发利用，不仅可以增加清洁能源供给，解决煤矿安全生产问题，而且对减少温室气体排放、改善大气环境具有重要意义。目前，煤层气中CH₄和N₂的分离主要是使用变压吸附分离装置，其原因是：无需外加热或制冷源，在室温和低压(0.1MPa～3MPa)下操作；设备简单，可单级运行；装置操作弹性大，自动化程度高，操作费用较低等。

采用变压吸附分离装置对煤层气中CH₄和N₂分离过程中，需要用到炭分子筛，而目前的炭分子筛存在孔径不均一、不规整，使得CH₄和N₂较难有效分离，且分离出来的CH₄的纯度较低。其原因在于目前使用的炭分子筛的制备装置只能实现对炭分子筛的炭化和活化过程，无法对炭分子筛实现碳沉积过程，即无法进一步调节炭分子筛的孔径。由于CH₄和N₂的物理性质十分接近，一般的炭分子筛难以将其分离，必须制备出孔径均一的炭分子筛才能满足要求。为此，设计一种能制备出孔径均一、规整的炭分子筛制备装置是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种炭分子筛制备装置，其结构简单、设计合理且使用操作方便，能制备出孔径均一、规整的炭分子筛，制备出的炭分子筛能很好的满足煤层气中CH₄和N₂的分离，分离出的CH₄的纯度高，可吸收尾气，防止造成污染，同时制造方便，制造成本低。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种炭分子筛制备装置，其特征在于：包括管式炉、配气系统、沉积剂储槽和尾气吸收槽，所述配气系统与管式炉的炉管进口端连接，所述沉积剂储槽通过沉积剂输送管与管式炉的炉管进口端连接，所述沉积剂输送管上安装有蠕动泵，所述尾气吸收槽通过尾气出口管和冷凝管与管式炉的炉管出口端连接，所述尾气出口管的一端与管式炉的炉管出口端连接，所述尾气出口管的另一端与冷凝管的一端连接，所述冷凝管的另一端与尾气吸收槽连接，所述管式炉的炉管内设置有刚玉方舟，所述配气系统包括氮气配气管、二氧化碳配气管、水蒸气配气管和气体进气管，所述氮气配气管、二氧化碳配气管和水蒸气配气管均与气体进气管连通，所述气体进气管与管式炉的炉管进口端连接。

上述的一种炭分子筛制备装置，其特征在于：所述氮气配气管上安装有氮气流量计，所述二氧化碳配气管上安装有二氧化碳流量计，所述水蒸气配气管上安装有水蒸气流量计。

上述的一种炭分子筛制备装置，其特征在于：所述气体进气管上依次安装有用于控制氮气配气管通断的氮气阀门、用于控制二氧化碳配气管通断的二氧化碳阀门和用于控制水蒸气配气管通断的水蒸气阀门。

上述的一种炭分子筛制备装置，其特征在于：所述气体进气管上还连接有备用配气管。

上述的一种炭分子筛制备装置，其特征在于：所述备用配气管上安装有备用流量计。

上述的一种炭分子筛制备装置，其特征在于：所述气体进气管上安装有用于控制备用配气管通断的备用阀门。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单、设计合理且使用操作方便。

2、本实用新型通过设置沉积剂储槽和蠕动泵，沉积剂储槽通过沉积剂输送管与管式炉的炉管进口端连接，蠕动泵安装在沉积剂输送管上，使得制备出的炭分子筛孔径均一、规整，且制备出的炭分子筛能很好的满足煤层气中CH₄和N₂的分离，分离出的CH₄的纯度高。