基本信息
- 项目名称：
- 煤矿乏风瓦斯的富集研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 我国丰富的煤层气储量和较低的利用率使得煤层甲烷的浓缩成为亟待解决的问题。特别是对乏风瓦斯的处理，传统的处理方式是直接排空，这造成了严重的污染和温室效应。本文采用甲烷氮气体系模拟乏风瓦斯，并用变压吸附法分离甲烷进行了研究。
- 详细介绍：
- 煤矿开采中，瓦斯排出量的70%通过乏风（通风瓦斯）排出。我国每年通过乏风排入大气的CH4约100~150亿m3于1140~1700万吨标准煤，而且基本没有利用。由于CH4具有很强的温室效应，相当于CO2温室效应的21.5倍，对臭氧层的破坏能力是CO2的7倍，如此巨大的排放量无疑是对环境的巨大危害[1]。随着国家对能源的需求越来越大，不断发展分布式能源成为节约能源、解决当前能源危机的主要途径之一，而丰富廉价、现实存在的乏风资源为我们提供了可靠的气源保证。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 我国丰富的煤层气储量和较低的利用率使得煤层甲烷的浓缩成为亟待解决的问题。特别是对乏风瓦斯的处理，传统的处理方式是直接排空，这造成了严重的污染和温室效应。本文采用甲烷氮气体系模拟乏风瓦斯，并用变压吸附法分离甲烷进行了研究
科学性、先进性及独特之处
- 在甲烷的浓缩和提纯生产中，尤其在微量甲烷的回收中，其主要任务是寻找经济的N2/CH4的分离方法。 目前乏风甲烷利用方法有三类： ①在矿井地面装置（锅炉）中作为燃烧空气。此法用量仅占乏风量的很少部分； ②将甲烷氧化为CO2。由于甲烷浓度太低，不足以支持燃烧，因此不能采用常规燃烧法。 ③采用变压吸附或膜分离的方法提高乏风中甲烷的浓度。
应用价值和现实意义
- 煤矿开采中，瓦斯排出量的70%通过乏风（通风瓦斯）排出。我国每年通过乏风排入大气的CH4约100~150亿m3于1140~1700万吨标准煤，而且基本没有利用。随着国家对能源的需求越来越大，不断发展分布式能源成为节约能源、解决当前能源危机的主要途径之一，而丰富廉价、现实存在的乏风资源为我们提供了可靠的气源保证。
学术论文摘要
- 我国丰富的煤层气储量和较低的利用率使得煤层甲烷的浓缩成为亟待解决的问题。特别是对乏风瓦斯的处理，传统的处理方式是直接排空，这造成了严重的污染和温室效应。本文采用甲烷氮气体系模拟乏风瓦斯，并用变压吸附法分离甲烷进行了研究。实验选用五种吸附剂，一种为13-X分子筛，其余的为活性炭。在N2和CH4的模拟气体中进行吸附分离实验，对CH4/N2体系中CH4的吸附量和分离性能进行了考察，结果表明活性炭对CH4的吸附量和吸附选择性均好于13-X分子筛。对活性炭考察了压力、温度等实验条件对CH4/N2体系分离因子的影响。发现一定压力范围内，压力降低有利于分离因子的提高，而影响活性炭在不同压力下吸附差异的主要因素就是活性炭的微孔孔容和微孔孔径所占的比例；选用对CH4吸附选择性较好的吸附剂AC-1和AC-2，考察了温度对CH4吸附量和吸附选择性的影响，结果表明，当温度在室温范围内变化时，温度对CH4的吸附量和CH4/N2的分离系数的影响并不明显。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 王鑫阳. 矿井乏风回收利用技术[D].辽宁:辽宁工程技术大学,2008. [2] 刘平,胡敏. 浅谈煤矿瓦斯的综合利用[J].中州煤炭,2009,7:41-42. [3] 马晓钟. 煤矿瓦斯综合利用技术的探索与实践[J].中国煤层气,2007,4(3):29-31 [4] 陶鹏万,王晓东,黄建彬.低温法浓缩煤层气中的甲烷[J].天然气化工，2005.30:43-46. [5] 陶鹏万,王晓东,黄建彬.煤层气低温分离提浓甲烷工艺[P].中国,1718680.2006.1.11 [6] 孟翠翠,牟文荷,罗新荣. 膜法分离净化煤层气的基础研究[J].能源技术与管理,2009,5:53-55.
同类课题研究水平概述
- 无
