基于新型 MOF 材料的煤层气提浓技术

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。

【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。