煤矿乏风瓦斯处理：变压吸附技术优化研究

"煤矿乏风瓦斯变压吸附技术操作条件优化试验研究" 在煤矿开采过程中，乏风瓦斯是一种常见的副产品，它含有一定量的甲烷，如果不妥善处理，不仅浪费资源，还可能引发安全事故。因此，对乏风瓦斯进行有效回收和资源化利用至关重要。本研究聚焦于通过变压吸附技术（Pressure Swing Adsorption, PSA）提高甲烷的富集效果，以实现其高效利用。 变压吸附技术是一种基于气体组分在吸附剂上吸附能力差异的分离方法。在这个过程中，研究者针对三个关键的操作参数——解吸压力、原料气浓度和吸附塔高径比进行了单因素试验和正交试验。解吸压力是指在吸附过程中，降低压力以释放被吸附的气体，而原料气浓度则是指乏风瓦斯中甲烷的含量。吸附塔高径比则是指吸附塔的高度与其直径的比例，这一比例影响着气体在塔内的流动和吸附效率。 试验结果显示，解吸压力的降低能显著提高解吸气中的甲烷体积分数，这是因为较低的压力有利于甲烷从吸附剂上解吸出来。另一方面，随着原料气浓度的增加，提升比率（即甲烷提取效率）反而下降。这可能是由于高浓度的甲烷在吸附过程中竞争吸附位点，降低了甲烷的分离效率。此外，解吸压力被确定为对试验结果影响最大的因素，其次为原料气甲烷体积分数，最后是吸附塔高径比。 通过正交试验，研究人员找到了最佳的操作条件：解吸压力设定为0 kPa，原料气甲烷体积分数设为0.1%，吸附塔高径比设定为10.33。在这些条件下，提升比率达到了最大值1.68，这意味着在这些参数下，甲烷的富集效果最优，能够最大程度地提高甲烷的回收率。 该研究对于煤矿乏风瓦斯的处理提供了重要的理论依据和技术支持，不仅有助于提升瓦斯资源的利用率，减少环境污染，还能降低煤矿的安全风险。同时，这种技术优化方法也可以为其他类似的气体分离过程提供参考。对于煤炭行业的可持续发展和环境保护具有深远的意义。 关键词: 乏风瓦斯; 变压吸附; 优化; 正交试验; 提升比率 中图分类号: TD713 文献标志码: A 文章编号: 2096－2193(2016)