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基本信息

項(xiàng)目名稱：
煤礦乏風(fēng)瓦斯的富集研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
我國(guó)豐富的煤層氣儲(chǔ)量和較低的利用率使得煤層甲烷的濃縮成為亟待解決的問(wèn)題。特別是對(duì)乏風(fēng)瓦斯的處理，傳統(tǒng)的處理方式是直接排空，這造成了嚴(yán)重的污染和溫室效應(yīng)。本文采用甲烷氮?dú)怏w系模擬乏風(fēng)瓦斯，并用變壓吸附法分離甲烷進(jìn)行了研究。
詳細(xì)介紹：
煤礦開(kāi)采中，瓦斯排出量的70%通過(guò)乏風(fēng)（通風(fēng)瓦斯）排出。我國(guó)每年通過(guò)乏風(fēng)排入大氣的CH4約100~150億m3于1140~1700萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而且基本沒(méi)有利用。由于CH4具有很強(qiáng)的溫室效應(yīng)，相當(dāng)于CO2溫室效應(yīng)的21.5倍，對(duì)臭氧層的破壞能力是CO2的7倍，如此巨大的排放量無(wú)疑是對(duì)環(huán)境的巨大危害[1]。隨著國(guó)家對(duì)能源的需求越來(lái)越大，不斷發(fā)展分布式能源成為節(jié)約能源、解決當(dāng)前能源危機(jī)的主要途徑之一，而豐富廉價(jià)、現(xiàn)實(shí)存在的乏風(fēng)資源為我們提供了可靠的氣源保證。

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  • 煤礦乏風(fēng)瓦斯的富集研究

作品專業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

我國(guó)豐富的煤層氣儲(chǔ)量和較低的利用率使得煤層甲烷的濃縮成為亟待解決的問(wèn)題。特別是對(duì)乏風(fēng)瓦斯的處理，傳統(tǒng)的處理方式是直接排空，這造成了嚴(yán)重的污染和溫室效應(yīng)。本文采用甲烷氮?dú)怏w系模擬乏風(fēng)瓦斯，并用變壓吸附法分離甲烷進(jìn)行了研究

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

在甲烷的濃縮和提純生產(chǎn)中，尤其在微量甲烷的回收中，其主要任務(wù)是尋找經(jīng)濟(jì)的N2/CH4的分離方法。 目前乏風(fēng)甲烷利用方法有三類： ①在礦井地面裝置（鍋爐）中作為燃燒空氣。此法用量?jī)H占乏風(fēng)量的很少部分； ②將甲烷氧化為CO2。由于甲烷濃度太低，不足以支持燃燒，因此不能采用常規(guī)燃燒法。 ③采用變壓吸附或膜分離的方法提高乏風(fēng)中甲烷的濃度。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

煤礦開(kāi)采中，瓦斯排出量的70%通過(guò)乏風(fēng)（通風(fēng)瓦斯）排出。我國(guó)每年通過(guò)乏風(fēng)排入大氣的CH4約100~150億m3于1140~1700萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，而且基本沒(méi)有利用。隨著國(guó)家對(duì)能源的需求越來(lái)越大，不斷發(fā)展分布式能源成為節(jié)約能源、解決當(dāng)前能源危機(jī)的主要途徑之一，而豐富廉價(jià)、現(xiàn)實(shí)存在的乏風(fēng)資源為我們提供了可靠的氣源保證。

學(xué)術(shù)論文摘要

我國(guó)豐富的煤層氣儲(chǔ)量和較低的利用率使得煤層甲烷的濃縮成為亟待解決的問(wèn)題。特別是對(duì)乏風(fēng)瓦斯的處理，傳統(tǒng)的處理方式是直接排空，這造成了嚴(yán)重的污染和溫室效應(yīng)。本文采用甲烷氮?dú)怏w系模擬乏風(fēng)瓦斯，并用變壓吸附法分離甲烷進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)選用五種吸附劑，一種為13-X分子篩，其余的為活性炭。在N2和CH4的模擬氣體中進(jìn)行吸附分離實(shí)驗(yàn)，對(duì)CH4/N2體系中CH4的吸附量和分離性能進(jìn)行了考察，結(jié)果表明活性炭對(duì)CH4的吸附量和吸附選擇性均好于13-X分子篩。對(duì)活性炭考察了壓力、溫度等實(shí)驗(yàn)條件對(duì)CH4/N2體系分離因子的影響。發(fā)現(xiàn)一定壓力范圍內(nèi)，壓力降低有利于分離因子的提高，而影響活性炭在不同壓力下吸附差異的主要因素就是活性炭的微孔孔容和微孔孔徑所占的比例；選用對(duì)CH4吸附選擇性較好的吸附劑AC-1和AC-2，考察了溫度對(duì)CH4吸附量和吸附選擇性的影響，結(jié)果表明，當(dāng)溫度在室溫范圍內(nèi)變化時(shí)，溫度對(duì)CH4的吸附量和CH4/N2的分離系數(shù)的影響并不明顯。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

[1] 王鑫陽(yáng). 礦井乏風(fēng)回收利用技術(shù)[D].遼寧:遼寧工程技術(shù)大學(xué),2008. [2] 劉平,胡敏. 淺談煤礦瓦斯的綜合利用[J].中州煤炭,2009,7:41-42. [3] 馬曉鐘. 煤礦瓦斯綜合利用技術(shù)的探索與實(shí)踐[J].中國(guó)煤層氣,2007,4(3):29-31 [4] 陶鵬萬(wàn),王曉東,黃建彬.低溫法濃縮煤層氣中的甲烷[J].天然氣化工，2005.30:43-46. [5] 陶鵬萬(wàn),王曉東,黃建彬.煤層氣低溫分離提濃甲烷工藝[P].中國(guó),1718680.2006.1.11 [6] 孟翠翠,牟文荷,羅新榮. 膜法分離凈化煤層氣的基礎(chǔ)研究[J].能源技術(shù)與管理,2009,5:53-55.

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