創(chuàng)制沸石分子篩吸附劑 開發(fā)變壓吸附新工藝

    4月30日，沸石分子篩CH₄/N₂分離吸附劑創(chuàng)制及低濃度煤層氣富集成套技術通過了由中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定。鑒定委員會專家一致認為，該技術創(chuàng)新性強，指標先進，低濃度煤層氣富集技術達到了國際領先水平。

　　鑒定委員會由華東師范大學何鳴元院士、北京化工大學段雪院士領銜，中國科學院過程工程研究所張鎖江院士、中國石油化工股份有限公司謝在庫院士、中國石油大學徐春明院士、中國石化石油化工科學研究院宗保寧教授等組成。

　　該項技術由太原理工大學、西南化工研究設計院有限公司、吉林大學、洛陽建龍微納新材料股份有限公司、華陽新材料科技集團有限公司等單位共同完成。

　　據(jù)太原理工大學黨委副書記李晉平介紹，降低碳排放，實現(xiàn)碳中和，天然氣是目前最現(xiàn)實的低碳清潔能源。但我國常規(guī)天然氣產(chǎn)能不足，需要開發(fā)非常規(guī)天然氣尤其是頁巖氣和煤層氣作為補充。

　　該項目針對煤層氣綜合發(fā)展利用中的核心技術問題，以低濃度煤層氣中甲烷富集提濃為研究背景，開展高效富集技術的研究；以甲烷含量為16%~50%的煤層氣回收利用為目標，使用變壓吸附分離技術，以分離吸附劑為核心，優(yōu)選高選擇性CH₄/N₂分離沸石分子篩吸附劑，面向工業(yè)應用，開展吸附劑合成優(yōu)化和與之相匹配的成套變壓吸附分離工藝的開發(fā)。

　　據(jù)介紹，該技術研發(fā)了沸石分子篩基吸附劑，解決了相關技術難題，應用于低濃度煤層氣的富集。其主要創(chuàng)新成果如下，一是創(chuàng)制了兩種沸石分子篩吸附劑，其中疏水型純硅沸石分子篩TUTJ-1吸附劑具有合成時間短和傳質(zhì)速率快的特點;納米聚晶沸石分子篩TUTJ-2具有甲烷選擇性高、吸附容量高和分子擴散速率快的特點。二是開發(fā)了納米沸石分子篩包裹成形新技術，創(chuàng)制了核殼結構的球狀沸石吸附劑TUTJ-2-X，保持了與粉體相當?shù)募淄楦哌x擇性和高吸附容量。三是基于所創(chuàng)制的吸附劑，開發(fā)了煤層氣富集兩段變壓吸附新工藝，采用多重安全防護措施，設計開發(fā)了低濃度煤層氣富集裝置及成套技術。

　　目前，以該技術為基礎開發(fā)的移動撬裝式低濃度煤層氣富集技術已落戶到山西省陽城縣陽泰集團實業(yè)有限公司，項目團隊將加快這一技術的推廣和應用。

　　據(jù)了解，煤層氣屬于具有高熱值的新型清潔能源，有效開發(fā)和利用煤層氣對于減少煤礦瓦斯災害、緩解能源供需矛盾、改善能源結構需要、改善大氣環(huán)境和促進社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。在我國經(jīng)濟高速發(fā)展，能源供應緊張，環(huán)境保護和煤礦生產(chǎn)安全壓力不斷加大的形勢下，煤層氣產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展壯大將成長為新的經(jīng)濟增長點。