我国是产煤大国，煤层气资源储量丰富，居世界第三位。然而我国的煤层气抽采利用率却很低，每年都有大量的煤层气被排放到大气当中，严重浪费了资源，并污染了环境。我国煤层气利用率低的一个重要原因是抽采出的很大一部分煤层气浓度较低，无法直接利用。因此将低浓度煤层气浓缩到可以直接利用的浓度，无疑具有巨大的经济效益和环境效益。　　 本文通过实验对变压吸附技术浓缩低浓度煤层气做了研究。采用静态容积法测量了5种活性炭和2种沸石分子筛在298K、308K和318K下对CH4、N2和O2的吸附等温线，并测量了5种碳分子筛对三种气体的吸附平衡时间以及它们在298K下对O2的吸附等温线。通过对实验数据的拟合分析和比较，选择出了活性炭ACl和碳分子筛CMS5作为浓缩煤层气的吸附剂。　　 通过搭建两塔真空变压吸附实验平台，对模拟的脱氧煤层气进行了浓缩实验，研究了吸附剂、流程以及节流孔径、吸附时间、充压时间、均压时间等操作参数对解吸气CH4浓度和CH4回收率的影响。结果表明，对于直径30mm、高150mm的吸附塔，以AC1作为吸附剂，采用上下不同步均压流程，取0.6mm孔径节流子，半周期略小于7.5s，充压时间1.6s，上、下均压时间分别为0.4s和0.2s时，可以达到实验目标，使得解吸气CH4浓度高于30％，同时CH4回收率不低于80％。　　 在脱氧煤层气浓缩的基础上，又对含氧煤层气进行了浓缩实验。通过增大吸附塔长度等手段宋降低排放气O2浓度，以实现含氧煤层气的安全浓缩。结果表明，将吸附塔延长至400mm，活性炭AC1量和碳分子筛CMS5量之比为0.2，采用上下不同步均压流程，0.4mm孔径节流子，充压时间1.6s，上、下均压时间分别为0.6s和0.2s，当半周期时间在12s以上时，可使排放气O2浓度低于12％，实现含氧煤层气的安全浓缩。　　 本文的研究结果对于利用变压吸附技术浓缩低浓度煤层气的工程应用具有一定的指导意义。