本實(shí)用新型涉及煤層氣及瓦斯氣綜合回收利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種模塊化煤層氣利用裝置。
背景技術(shù)：
煤層氣是在煤層或煤系地層形成過(guò)程中，在高壓條件下產(chǎn)生的氣體，吸附在煤體上成為煤層氣，俗稱(chēng)煤層氣，其主要成分為甲烷。煤層氣主要包含兩種 , 一種是地面抽取的煤層氣, 此種煤層氣中的甲烷含量一般大于 90%, 易于處理和利用。另一種是井下抽取的煤層氣 , 也稱(chēng)瓦斯氣, 其中混有大量空氣, 甲烷含量低, 一般在30～ 60%左右。
在煤炭開(kāi)采過(guò)程中，由于煤體卸壓，煤層氣在煤體上的吸附平衡條件受到破壞，大量的煤層氣就會(huì)釋放出來(lái)，形成瓦斯氣。因?yàn)橥咚贡ê屯咚雇怀鍪鹿适敲旱V安全的最大威脅，所以瓦斯被認(rèn)為是對(duì)煤礦開(kāi)采最危險(xiǎn)的有害氣。瓦斯氣中的甲烷還是一種會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)的溫室氣體，煤層氣大量排入大氣將導(dǎo)致氣候變暖，影響全球環(huán)境。
傳統(tǒng)煤層氣提濃采用變壓吸附的方法是先在低壓下富集甲烷到40%，再加壓脫氧，然后再用吸附劑吸附甲烷，用真空泵抽真空解析出來(lái)甲烷。但是這種方式的設(shè)備繁多，操作麻煩，而且制得的甲烷濃度低，進(jìn)一步的用這種甲烷制成的CNG產(chǎn)品燃燒效率低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是要解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題的不足，提供一種模塊化煤層氣利用裝置。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是按照以下技術(shù)方案實(shí)施的：
一種模塊化煤層氣利用裝置，包括變壓吸附塔，所述變壓吸附塔內(nèi)由下至上設(shè)有用于煤層氣粗脫氧的第一分子篩、用于煤層氣精脫氧的第二分子篩和用于脫氮?dú)獾牡谌肿雍Y，變壓吸附塔的進(jìn)氣口連接三通的第一端口，三通的第二端口連接煤層氣進(jìn)氣管，三通的第二端口內(nèi)設(shè)有第一電磁閥，三通的第三端口連接純凈甲烷進(jìn)氣管，三通的第三端口內(nèi)設(shè)有第二電磁閥，所述三通的第三端口與純凈甲烷進(jìn)氣管之間設(shè)有抽氣泵和第一流量控制閥，變壓吸附塔出氣口內(nèi)設(shè)有第三電磁閥，所述變壓吸附塔的出氣口連接有壓縮機(jī)，壓縮機(jī)的出口連接天然氣儲(chǔ)罐，所述壓縮機(jī)與變壓吸附塔的出氣口之間設(shè)有第二流量控制閥。
進(jìn)一步的，所述變壓吸附塔外壁設(shè)有控制器，控制器用于控制第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥，控制器可以用AT89S51單片機(jī)。
更進(jìn)一步的，所述變壓吸附塔內(nèi)壁設(shè)有與控制器連接的壓力傳感器，壓力傳感器用于采集變壓吸附塔內(nèi)部的氣體的壓力并發(fā)送至控制器。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠脫除煤層氣中的氧氣和氮?dú)?，得到甲烷含?8%以上的天然氣，經(jīng)壓縮機(jī)加壓至25MPa制成CNG產(chǎn)品，本實(shí)用新型利用嚴(yán)重危害煤礦安全的煤層氣制成清潔能源CNG，不僅減少了煤礦的事故發(fā)生概率還減少了環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，可適用于將低濃度含氧煤層氣中的甲烷濃縮制CNG，生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單靈活，環(huán)境污染小，原料氣源適應(yīng)范圍寬。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述，在此實(shí)用新型的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
如圖1所示的一種模塊化煤層氣利用裝置，包括變壓吸附塔8，所述變壓吸附塔8內(nèi)由下至上設(shè)有用于煤層氣粗脫氧的第一分子篩9、用于煤層氣精脫氧的第二分子篩10和用于脫氮?dú)獾牡谌肿雍Y11，變壓吸附塔8的進(jìn)氣口連接三通2的第一端口，三通2的第二端口連接煤層氣進(jìn)氣管1，三通2的第二端口內(nèi)設(shè)有第一電磁閥3，三通2的第三端口連接純凈甲烷進(jìn)氣管7，三通2的第三端口內(nèi)設(shè)有第二電磁閥4，所述三通2的第三端口與純凈甲烷進(jìn)氣管7之間設(shè)有抽氣泵6和第一流量控制閥5，變壓吸附塔8出氣口內(nèi)設(shè)有第三電磁閥13，所述變壓吸附塔8的出氣口連接有壓縮機(jī)15，壓縮機(jī)15的出口連接天然氣儲(chǔ)罐16，所述壓縮機(jī)15與變壓吸附塔8的出氣口之間設(shè)有第二流量控制閥14。使用時(shí)，首先控制第二電磁閥4和第三電磁閥13關(guān)閉，開(kāi)啟第一電磁閥3，將煤層氣從變壓吸附塔8的進(jìn)氣口通入變壓吸附塔8內(nèi)，第一分子篩9采用PSA制氧專(zhuān)用脫氧分子篩對(duì)煤層氣粗脫氧，第二分子篩10采用煤層氣專(zhuān)用脫氧分子篩對(duì)煤層氣精脫氧，第三分子篩11采用針對(duì)氮?dú)夂图淄橛休^高分離系數(shù)的特殊分子篩脫除甲烷氣中的氮?dú)?，通入一段時(shí)間后，使變壓吸附塔8內(nèi)處于一個(gè)較高的壓力，關(guān)閉第一電磁閥3，同時(shí)開(kāi)啟第二電磁閥4和第三電磁閥13并且開(kāi)啟抽氣泵6向變壓吸附塔8內(nèi)通入純凈的甲烷氣體，且控制第一流量控制閥5和第二流量控制閥14的流速相同，這樣能夠保持變壓吸附塔8內(nèi)始終處于一個(gè)恒定的高壓，提高第一分子篩9、第二分子篩10和第三分子篩11的吸附率，從而得到更加純凈的甲烷氣體，最終得到甲烷含量達(dá)到98%以上的天然氣。
為了便于控制和操作第一電磁閥3、第二電磁閥4和第三電磁閥13，變壓吸附塔8外壁設(shè)有控制器17，控制器17用于控制第一電磁閥3、第二電磁閥4、第三電磁閥13，本實(shí)施例中控制器17采用AT89S51單片機(jī)。
作為本實(shí)施的改進(jìn)，為了更直觀地隨時(shí)通過(guò)控制器17了解變壓吸附塔8內(nèi)的即時(shí)壓力，變壓吸附塔8內(nèi)壁設(shè)有與控制器17連接的壓力傳感器12，壓力傳感器12用于采集變壓吸附塔8內(nèi)部的氣體的壓力并發(fā)送至控制器17。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案不限于上述具體實(shí)施例的限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的技術(shù)變形，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。