水合物法提纯低浓度煤层气的研究进展

邵伟强，梁海峰，张锡彦，张华

（太原理工大学化学化工学院，山西太原030024）

煤层气（CBM）混合气体是在煤矿开采过程中从煤层中释放产生的，由于其储量巨大，甲烷（CH4）含量较高，一般被认为是一种非常规天然气和潜在能源[1]。CBM主要由甲烷（CH4）、氮气（N2）及少量氧气（O2）组成，当CH4浓度处于5%～30%时，被称为低浓度煤层气（LCCBM）。由于其浓度过低，存在较大的安全隐患。因此，有效开发、利用这些LCCBM资源，对于缓解我国能源紧缺、消费结构不合理等问题有重要意义。目前主要采用变压吸附、低温精馏法、膜分离及水合物法等提纯LCCBM中的甲烷。LCCBM水合物提纯技术具有环保、安全、高效、分离效率高、压力损失小等诸多优点，本文将对水合法提纯LCCBM技术进行综述，将水合物法提纯LCCBM技术与其他提纯技术进行比较，从水合物法提纯LCCBM的理论、技术进展方面进行了全面的总结。最后，对于该技术工业化前景进行了展望。

1 LCCBM的提纯技术简介

迄今为止，LCCBM主要通过变压吸附、低温精馏、膜分离和水合物法等技术进行分离和提纯。表1总结了LCCBM提纯技术的原理及其提纯效果。

通过对表1中各类提纯技术进行分析比较，发现相比变压吸附法，水合物法提纯LCCBM技术所需的分离载体成本小、环保、安全、可操作的CBM浓度范围广；与低温精馏法相比，水合物法操作条件温和、能耗小、设备投资小；与膜分离技术相比，水合物法具有安全系数高、设备投资小等优势[2]。

表1 LCCBM提纯技术原理及技术分析

目前，LCCBM水合物提纯技术仍面临着工作压力相……