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煤层气综合利用

来源：洁净煤技术

行业视野: 煤层气
类别; 25个
关键词; 19位
专家; 9篇
论文; 6580IP
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变压吸附法提纯煤层气中甲烷研究进展

作者(Author)：张进华, 曲思建, 王鹏, 李雪飞, 李兰廷, 车永芳, 李小亮

摘要：低浓度煤层气直接排放既造成能源浪费，又带来严重的温室效应，变压吸附法提纯低浓度煤层气是解决煤层气排放的有效利用途径。总结了变压吸附技术对CH4/N2体系煤层气中CH4分离的研究进展，包括变压吸附分离机理和相应的变压吸附提纯工艺路线，分析了2种工艺的优缺点，讨论了多孔吸附材料，如活性炭、碳分子筛、沸石分子筛和金属有机骨架材料对CH4/N2吸附分离效果的研究进展和存在的问题。基于平衡效应分离的变压吸附技术，在CH4/N2体系分离实际应用中遇到瓶颈，原因在于现有吸附剂平衡分离系数太小，提浓幅度有限；其次，CH4在平衡效应里作为强吸附组分被优先吸附，产品气必须通过抽真空的方式解吸获得，必须采取多级压缩和增加置换步骤，因而能耗相对较高。基于动力学效应的分离，可在塔顶直接获得富集的带压产品气；同时免去多级压缩的能量消耗，相对平衡效应分离具有显著优势，但需要在第一级加压，处理接近爆炸限浓度煤层气有一定安全隐患。活性炭吸附容量大，处理能力强，价格低廉，是一种典型的平衡分离型吸附剂，但分离系数较低，存在气体循环量大、效率低，提浓幅度窄等缺点，如何通过孔径调控和表面改性提高活性炭的平衡分离系数将是今后研究的重点。现有报道效果较好的动力学吸附剂主要以碳分子筛为主，但价格高昂，工业推广受限，选择合适的廉价原料、改变现有间歇式生产工艺、进一步开发高效、廉价的动力学选择型吸附剂将是今后变压吸附分离CH4/N2的重要方向。沸石分子筛会优先吸附CH4，与动力学效应优先吸附N2相反，降低了分子筛对CH4/N2的分离选择性。所以硅铝分子筛/钛硅分子筛多在分离高浓度CH4含量的天然气、油田气方面表现优异，针对低浓度煤层气CH4的提纯应用较少，未见工业应用报道。金属有机骨架材料的出现提供了新的发展思路，但其在CH4/N2的吸附平衡和动力学研究以及变压吸附分离方面研究较少，还有待进一步深入研究，解决材料的稳定成型和放大仍是需要突破的技术瓶颈。未来变压吸附提纯工艺将是平衡效应和动力学效应的组合工艺，开发低压下变压吸附分离工艺将具有更好的经济性和安全性；低成本、大容量、高选择性吸附剂开发仍是未来吸附剂的重点发展方向；同时吸附剂寿命以及再生性能有待深入研究。

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洁净煤技术

2019年第06期

1000

357
低浓度煤层气变压吸附提质利用技术现状与展望

作者(Author)：李雪飞

摘要：为了提高煤矿区低浓度煤层气的利用率,研发了低浓度煤层气变压吸附提质浓缩利用技术及专用吸附剂,开展了实验室小试评价、中试放大验证,形成了低浓度煤层气变压吸附提质浓缩工艺技术,并进行了工业示范应用。结果表明,专用吸附剂CH4/N2分离系数达到4.0,耐磨强度99%。原料气(CH4含量30%,O2含量12%~15%的低浓度煤层气)经过安全输送、压缩净化、变压吸附提质浓缩后,产品气中CH4含量超过90%,O2含量降至1%以下。浓缩后的煤层气可用于生产压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG),解决了CH4体积分数>25%的低浓度煤层气利用问题。

洁净煤技术

2018年第04期

625
低浓度煤层气提质制压缩天然气技术经济性分析

作者(Author)：李雪飞

摘要：为了提高煤矿区低浓度煤层气的利用率,扩大低浓度煤层气的利用途径,针对开发的低浓度煤层气提质制压缩天然气技术,以年产2 000万Nm~3压缩天然气项目为例,进行了设备选型,计算了公用工程消耗、项目投资,分析了项目的经济性及成本。结果表明,项目用电1 562.56万kWh,用水2.672万t,用气96万Nm~3,用地18 000 m~2。项目总投资7 846万元,建设投资6 990万元,其中工程费用5 621万元,其他费用2 225万元。压缩天然气销售价格为2.6元/Nm~3时,项目的财务内部收益率为31.87%(税后),投资回收期为4.44 a(含1.5 a建设期),单位产品成本为1.3元/Nm~3。

洁净煤技术

2018年第02期

779
煤制合成天然气流化床甲烷化催化剂研究进展

作者(Author)：张瑜, 宋鹏飞, 侯建国, 王秀林, 高振, 姚辉超, 穆祥宇

摘要：基于煤制合成天然气甲烷化固定床催化剂主要组分及F-T合成等类似流化床制备技术,分别从催化剂组成和制备方法探讨了煤制合成天然气流化床甲烷化催化剂研究现状及开发思路。与固定床甲烷化催化剂相比,流化床甲烷化催化剂除具有高活性、高稳定性、抗烧结、抗积碳性能外,必须具有较好的机械强度和耐磨性,因此流化床甲烷化技术的研究重点在于开发耐磨损的甲烷化催化剂。甲烷化流化床催化剂开发的主要思路为改进催化剂组分,保证催化活性,提高催化剂的机械强度,如可使用高强度复合载体;选择合适的制备方法或添加适当黏结剂进一步提高催化剂的耐磨性,如可用喷雾干燥成型制备适于流化床的微球型颗粒。

洁净煤技术

2018年第02期

724
低浓度煤层气提质制压缩天然气技术经济性分析

作者(Author)：李雪飞

摘要：为了提高煤矿区低浓度煤层气的利用率,扩大低浓度煤层气的利用途径,针对开发的低浓度煤层气提质制压缩天然气技术,以年产2 000万Nm3压缩天然气项目为例,进行了设备选型,计算了公用工程消耗、项目投资,分析了项目的经济性及成本。结果表明,项目用电1 562.56万k Wh,用水2.672万t,用气96万Nm3,用地18 000 m2。项目总投资7 846万元,建设投资6 990万元,其中工程费用5 621万元,其他费用2 225万元。压缩天然气销售价格为2.6元/Nm3时,项目的财务内部收益率为31.87%(税后),投资回收期为4.44 a(含1.5 a建设期),单位产品成本为1.3元/Nm3。

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洁净煤技术

2018年第02期

819

256
煤制合成天然气流化床甲烷化催化剂研究进展

作者(Author)：张瑜, 宋鹏飞, 侯建国, 王秀林, 高振, 姚辉超, 穆祥宇

摘要：基于煤制合成天然气甲烷化固定床催化剂主要组分及F-T合成等类似流化床制备技术,分别从催化剂组成和制备方法探讨了煤制合成天然气流化床甲烷化催化剂研究现状及开发思路。与固定床甲烷化催化剂相比,流化床甲烷化催化剂除具有高活性、高稳定性、抗烧结、抗积碳性能外,必须具有较好的机械强度和耐磨性,因此流化床甲烷化技术的研究重点在于开发耐磨损的甲烷化催化剂。甲烷化流化床催化剂开发的主要思路为改进催化剂组分,保证催化活性,提高催化剂的机械强度,如可使用高强度复合载体;选择合适的制备方法或添加适当黏结剂进一步提高催化剂的耐磨性,如可用喷雾干燥成型制备适于流化床的微球型颗粒。

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洁净煤技术

2018年第02期

732

272
我国沿海地区进口煤炭发展煤制天然气前景分析

作者(Author)：高振, 侯建国, 王秀林, 宋鹏飞, 张瑜

摘要：为探讨沿海地区发展煤制天然气的优势及必要性,阐述了我国煤制天然气的产业现状,分析了沿海地区进口煤炭制取天然气的竞争力,并提出发展前景。煤制天然气投资巨大,存在技术风险、管输及市场风险、环境污染等问题。沿海地区发展煤制天然气具有水资源丰富,接近终端市场,可进口优质、相对廉价煤炭等优势。2013—2014年,进口煤炭价格分别低于463、499元/t时能够保证11%的投资收益率,显著高于进口煤炭价格372~434元/t,说明沿海煤制天然气项目经济性良好。未来沿海地区进口煤炭发展煤制天然气应加强建设煤制天然气(SNG)/液化天然气(LNG)工厂、建立整体煤气化联合循环发电系统、发展煤制天然气为依托的分布式能源等。

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洁净煤技术

2016年第03期

547

278
煤矿区煤层气利用潜力分析

作者(Author)：赵路正

摘要：针对"十一五"、"十二五"期间煤矿区煤层气开发利用量与规划目标差距较大,特别是井下抽采利用率与规划目标相差甚远的问题,从抽采量和抽采浓度、利用技术、利用模式、政策因素等方面开展利用潜力影响因素分析,构建开发规模、利用规模和利用率预测模型,采用情景分析方法预测"十三五"煤层气开发利用量和利用率,并提出发展目标。根据计算结果,取中情景,到2020年煤矿区煤层气抽采量达到257亿~289亿m~3,利用量达到148亿~170亿m~3,地面井煤层气利用率在80%以上,井下抽采煤层气利用率在45%以上,煤矿区煤层气综合利用率在58%以上。

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洁净煤技术

2017年第02期

509

260

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