驱替煤层气CO2分离研究 论文

CO2驱煤层气技术是CO2利用的重要途径之一。CO2驱煤层气既实现了CO2的地下封存利用，又提高煤层气采收率。受煤层地质条件复杂性影响，CO2注入后不能完全封存在煤层中，随着煤层气排采会逐渐渗出，使得驱替煤层气中含有CO2，需经分离脱除后才能输送至管网。针对驱替煤层气产量、组成及压力条件，测定了CO2和CH4在碳分子筛上的吸附特性曲线，计算了CO2/CH4平衡分离系数。利用变压吸附评价装置进行了CO2/CH4分离提纯工艺评价试验，计算了吸附剂处理量和CH4回收率。结果表明，CO2和CH4在碳分子上的吸附符合I型吸附等温线，CO2吸附量为1.27 mol/kg，CH4吸附量为0.48 mol/kg，CO2/CH4平衡分离系数为3.38，碳分子筛吸附剂分离比大，主要基于动力学速率进行分离，CO2作为吸附相获得，CH4则作为非吸附相获得。CO2/CH4在吸附压力600 kPa，吸附时间120 s条件下，经变压吸附分离后产品气中CO2浓度在1%以下；CO2/CH4分离尾气在吸附压力500 kPa，吸附时间120 s条件下，经变压吸附提纯后，产品气中CO2浓度在5%以下。