一种应用双筒体移动床反应器的煤层气非催化脱氧工艺是将煤层气加压预热，由反应器底部进入反应段，与脱氧剂反应；反应后的气体经反应器蓄热段降温，再由反应器上部输出进入冷却器冷却；然后将煤层气加压由反应器上部进入蓄热段预热后，进入反应段与脱氧剂反应，产品气进入蓄热段温降，由反应器上部进入冷却器冷却；通过阀门切换改变气体流向，将气体加压后，由反应器上部进入蓄热段预热，再进入反应段与脱氧剂反应，后进入蓄热段降温，产品气经冷却器降温输出。本发明提高了换热效率，有效的解决了焦炭燃烧中脱氧温度高的问题，也无需调节反应器进口原料气的氧含量，工艺流程简单，经济有效。