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基于新型 MOF 材料的煤层气提浓技术  
我有意向    2023-08-23    浏览:971  
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一、项目简介
本项目针对煤层气开采中对高效 CH4/N2 分离材料的重大技术需求,提供一
种基于新型 MOF 材料的变压吸附提浓煤层气技术,包括用于 CH4/N2 分离的新
型 MOF 材料、移动撬块化煤层气提浓装置。基于高性能 MOF 吸附材料的变压
吸附技术有望突破现有的技术瓶颈,能大大提高煤层气这种矿产资源的开采效率。
可以生产纯度大于 85%的甲烷,煤层气中甲烷的回收率大于 90%。与常规变压吸
附提纯煤层气技术相比,该技术可以缩短吸附-解吸附周期,单位体积吸附剂的
处理量提高 2-4 倍,吸附剂装填量减少 25-30%。另外,由于低浓度煤层气具有
规模小,分布分散,供气不稳的特点,基于高性能吸附剂的撬块化提浓装置特别
适合于低浓度煤层气开采,是未来的主要趋势。


二、产品性能优势
该项目的核心是高性能 MOF 吸附分离材料的设计与制备,以新型 MOF 材
料为吸附剂,结合变压吸附技术,实现低浓度煤层气中甲烷的高效回收与利用,
可解决目前煤层气开采行业中存在的一些问题:
1. 大幅提高甲烷的纯度和回收率。常规变压吸附技术提浓后的甲烷纯度一
般在 40-60%,回收率在 50-70%。基于高性能 MOF 吸附剂的变压吸附技术,提
浓后甲烷纯度可达 85%,甲烷回收率大于 90%
2. 大幅提升 PSA 分离装置的处理能力。传统吸附剂 CH4/N2 的分离比在 3-
6 之间,而高性能 MOF 材料的 CH4/N2 的分离比可达 12。MOF 材料具有超大的
比表面积,同样的装填量下,MOF 材料吸附甲烷的量是传统吸附剂的 2-3 倍。
基于 MOF 材料的 PSA 装置分离 CH4/N2 的能力大幅提高,并可以使分离装置小
型化。
3. 有效提升煤层气的开采效率。根据我国矿井分布的特点,基于新型 MOF
材料的移动撬装式变压吸附装置,可以有效提高煤层气开发与利用的效率,非常
适合在煤矿行业应用。

三、市场前景及应用
目前,全国共有煤层气探井 4900 余口,直井开发井 15000 余口,2018 年我
国煤层气产量 72.6 亿立方米,并且以每年 7%的速度增长,我国探明可开采煤层
气资源大于 40000 亿立方米,该项目具有广阔的应用前景。该项目产业化后,可
面向国内几个煤层气产业聚集地(沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘、川南-黔北)布
局推广。多个省份的煤层气全产业链条产值已超过 800 亿元。
目前基于高性能 MOF 吸附剂的变压吸附技术和提浓装置暂未出现,本项目
产品有望填补国内市场空白。



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