[实用新型]一种煤矿低浓度瓦斯变压吸附提浓甲烷系统装置

说明书

本实用新型属于气体分离领域，具体涉及一种煤矿低浓度瓦斯变压吸附提浓甲烷系统装置，包括进气装置、吸附装置和解吸装置，所述进气装置通过输气管道连接至吸附装置的底部，所述吸附装置底部通过输气管道还连接有解吸装置，所述吸附装置顶部通过输气管道输出尾气，所述解吸装置出口处通过输气管道输出产品气，所述输气管道上均设置有阀门。本实用新型利用了不同压力下，特定的吸附剂可以对甲烷进行吸收和解吸，通过阀门的开启与闭合吸附塔5内部的压力，实现甲烷气的分离和提浓。本实用新型工艺流程简单，设备投资更小，运行能耗更低，适合大规模应用。

技术领域

本实用新型属于瓦斯技术领域，具体涉及一种煤矿低浓度瓦斯变压吸附提浓甲烷系统装置。

背景技术

甲烷是一种清洁高效的绿色能源，在我国能源结构优化中起着重要推动作用。我国一次能源结构具有“富煤贫油少气”特征，资源消耗以煤炭为主（占70%以上）。伴随煤炭开采将副产大量煤层气（俗称瓦斯），其中埋深2000m以上浅煤层气地质资源量约36.8万亿m³，与常规天然气储量相当。据统计，2017年我国煤矿瓦斯抽采量178亿m³，其中井下抽采128亿m³，而70%以上井下抽采的瓦斯中甲烷浓度低于30vol%，有的甚至低于5vol%，大部分在10～25vol%。由于甲烷浓度低、利用难度大导致瓦斯利用率低于40%，大量低浓度瓦斯直接排空，造成巨大的资源浪费和环境污染。目前对于该低浓度瓦斯的利用问题较为突出，对提浓技术的需求也极为迫切。若能将这些排空的瓦斯加以富集、提浓，将对常规天然气形成有力补充。

目前的变压吸附提浓低浓度煤矿瓦斯中甲烷技术及配套装置存在甲烷收率低，运行能耗高的问题。使得装置的运行成本过高，经济效益较差，在工程实际应用中受到较大的限制。

因此，有必要对其进行改进。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种煤矿低浓度瓦斯变压吸附提浓甲烷系统装置，该装置具有操作条件温和、工艺过程简单、投资小、能耗低的特点。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种煤矿低浓度瓦斯变压吸附提浓甲烷装置，包括进气装置、吸附装置和解吸装置，所述进气装置、吸附装置和解吸装置通过输气管道依次连接，所述吸附装置设有尾气输出口，所述解吸装置设有产品气输出口，所述输气管道上均设置有阀门。

所述进气装置包括快速切断阀、水封、压缩机和原料气气液分离器，所述快速切断阀、水封、压缩机和原料气气液分离器依次连接，所述快速切断阀的入口连通外界低浓度瓦斯气体，所述原料气气液分离器连接至吸附装置。

所述吸附装置为装填有用于吸附提浓甲烷的吸附剂的吸附塔，所述吸附塔设有尾气输出口。

所述解吸装置包括真空泵和产品气气液分离器，所述真空泵的入口连接至吸附塔，所述真空泵的出口连接至产品气气液分离器，所述产品气气液分离器设有产品气输出口。

所述压缩机出口处设置有甲烷分析仪，用于监控甲烷含量。

所述原料气气液分离器与吸附塔之间设置有程控阀门I，尾气输出口与吸附塔之间设有程控阀门II，吸附塔和真空泵之间设有程控阀门III。

所述产品气气液分离器的出口与压缩机进口处之间还设置有一条产品气副线管道，所述产品气副线管道上设置有产品气副线调节阀，所述产品气副线调节阀与所述甲烷分析仪相连。

所述吸附装置为至少两个吸附塔。

所述相邻吸附塔之间至少包括两条均设置有程控阀门的连接管道。

其中一条连接管道上还设置有终充调节阀。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：