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创制沸石分子筛吸附剂 开发变压吸附新工艺
4月30日，沸石分子筛CH₄/N₂分离吸附剂创制及低浓度煤层气富集成套技术通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。鉴定委员会专家一致认为，该技术创新性强，指标先进，低浓度煤层气富集技术达到了国际领先水平。
鉴定委员会由华东师范大学何鸣元院士、北京化工大学段雪院士领衔，中国科学院过程工程研究所张锁江院士、中国石油化工股份有限公司谢在库院士、中国石油大学徐春明院士、中国石化石油化工科学研究院宗保宁教授等组成。
该项技术由太原理工大学、西南化工研究设计院有限公司、吉林大学、洛阳建龙微纳新材料股份有限公司、华阳新材料科技集团有限公司等单位共同完成。
据太原理工大学党委副书记李晋平介绍，降低碳排放，实现碳中和，天然气是目前最现实的低碳清洁能源。但我国常规天然气产能不足，需要开发非常规天然气尤其是页岩气和煤层气作为补充。
该项目针对煤层气综合发展利用中的核心技术问题，以低浓度煤层气中甲烷富集提浓为研究背景，开展高效富集技术的研究；以甲烷含量为16%~50%的煤层气回收利用为目标，使用变压吸附分离技术，以分离吸附剂为核心，优选高选择性CH₄/N₂分离沸石分子筛吸附剂，面向工业应用，开展吸附剂合成优化和与之相匹配的成套变压吸附分离工艺的开发。
据介绍，该技术研发了沸石分子筛基吸附剂，解决了相关技术难题，应用于低浓度煤层气的富集。其主要创新成果如下，一是创制了两种沸石分子筛吸附剂，其中疏水型纯硅沸石分子筛TUTJ-1吸附剂具有合成时间短和传质速率快的特点;纳米聚晶沸石分子筛TUTJ-2具有甲烷选择性高、吸附容量高和分子扩散速率快的特点。二是开发了纳米沸石分子筛包裹成形新技术，创制了核壳结构的球状沸石吸附剂TUTJ-2-X，保持了与粉体相当的甲烷高选择性和高吸附容量。三是基于所创制的吸附剂，开发了煤层气富集两段变压吸附新工艺，采用多重安全防护措施，设计开发了低浓度煤层气富集装置及成套技术。
目前，以该技术为基础开发的移动撬装式低浓度煤层气富集技术已落户到山西省阳城县阳泰集团实业有限公司，项目团队将加快这一技术的推广和应用。
据了解，煤层气属于具有高热值的新型清洁能源，有效开发和利用煤层气对于减少煤矿瓦斯灾害、缓解能源供需矛盾、改善能源结构需要、改善大气环境和促进社会经济协调可持续发展具有重要的现实意义。在我国经济高速发展，能源供应紧张，环境保护和煤矿生产安全压力不断加大的形势下，煤层气产业的培育和发展壮大将成长为新的经济增长点。
