乏风甲烷吸附浓缩工艺研究进展.pdfVIP

2013年第8期 中州煤炭 总第212期 乏风 甲烷吸附浓缩工艺研究进展 高鹏飞 (中煤科工集 团 重庆研 究院，重庆 400037) 摘要 ：介绍 了开展乏风 甲烷 吸附浓缩工艺的必要性及 国内外吸附剂材料的研究现状 ，分析 了吸附浓缩工艺主 要的应用形式，并对各应用形式存在的优缺点进行 了探讨 ，指 出 目前乏风 甲烷吸附浓缩面临的问题，并展望 了其发展趋势。 关键词 ：乏风 ；吸附浓缩；吸附剂 ；脱附温度 中图分类号：TD712．67 文献标志码 ：B 文章编号：1003—0506(2013)08—0052—02 随着全球气候 日益变暖趋势的加剧 ，温室气体 究验证 的活性炭是最有希望的甲烷吸附剂。并通过 销毁处理及减排已经越来越受关注。乏风作为煤炭 对 比活性炭 的3种结构形式——粉末状活性炭、颗 行业最大的甲烷排放源 ，其销毁处理可有效遏制温 粒状活性炭及活性炭纤维 ，发现活性炭纤维与吸附 室效应 ，还可产生一定的节能效益 。从长久来看，乏 质的接触面积最大，吸附均匀性好 ，吸附路径短 ，吸 风气体作为煤炭行业最大 的甲烷排放源，国家出台 附速率最快 ，且孔径分布更适合吸附甲烷 ，是最为适 相关减排政策势在必行 。 合的甲烷吸附材料。同时，大连理工大学 的关建 目前 ，已有多家煤矿企业采用乏风蓄热氧化技 建 也对黏胶基活性炭纤维 的制备及生产工艺进 术来处理乏风气体 。但乏风 中甲烷含量较低 ，多数 行了研究。 矿井乏风体积浓度仅 0．2％，如直接氧化处理 ，难以 大连理工大学 的雷利春 对乏风 中的 甲烷变 维持氧化装置的自热平衡 ，且需额外增加设备运行 压吸附提纯进行了研究。实验 以CH 和 N：的混合 的电耗成本 (以自热平衡浓度为0．25％计算)，在 目 气为模型气体 ，考察了5种商业吸附剂 (分别为 13X 前碳汇市场低迷 的情况下 ，乏风氧化项 目的投入难 沸石分子筛和 4种不 同的活性炭)对 CH ／N 体系 以产生经济收益。另一种利用方式为通过掺混抽采 中CH 的吸附量和 CH 的吸附选择性能 。结果表 瓦斯 ，提高乏风 中甲烷浓度至 1％，达到蓄热氧化装 明，和 13X沸石分子筛相 比，活性炭对 CH 有较强 置较好的运行参数及乏风处理规模时，可实现一定 吸附能力和吸附选择性。同时，得出不 同活性炭微 的经济回报。但对于部分无抽采瓦斯可用或抽采量 孔孔径是决定活性炭选择吸附 CH 的主要因素。 难以达到掺混所需气量 的煤矿来讲 ，就直接制约了 华东理工大学的张晓环 使用 CH ／N 混合气 乏风氧化项 目的开展。因此 ，将乏风浓度提升至适 模拟低浓度瓦斯 ，对吸附分离法 中的关键——吸附 合蓄热氧化装置利用的浓度 (1％)迫在眉睫。 剂进行了研究 ，从吸附剂 的孔道结构和表面结构两 1 甲烷吸附剂的研究进展 方面考察常压下 CH ／N 分离 的影响因素 。选用分 子筛和活性炭两类多种吸附剂来评价对甲烷的吸附 作为吸附浓缩工艺最关键 的部分 ，自20世 纪 量 ，并对吸附剂进行合理改性 以提高 甲烷吸附量。 50年代起，在国内外对 甲烷吸附剂 已有大量而丰富 另