低浓度瓦斯高效利用有了开创性技术方案

7月9日，怀柔实验室山西研究院副院长、太原理工大学教授李晋平在接受中国化工报记者采访时介绍，经十余年攻关，其团队研发出人工沸石分子筛技术，实现了易散逸、难捕获甲烷的有效富集提浓，并将其转化为可发电的清洁能源。

“这一技术突破，解决了煤矿开采过程中浓度为2%—8%的瓦斯利用世界性难题，有望为低浓度瓦斯高效利用提供开创性技术方案。”李晋平说。

李晋平研究团队从扎实的基础研究起步。他们借助计算机软件模拟，并利用高倍显微镜对每种候选结构的孔径尺寸、几何构型以及表面化学性质，进行系统评估与计算。

经过持续研究及海量筛选，团队于2016年成功识别出一类以硅、铝元素为骨架构建单元的分子筛结构。历经25000余次艰难配方与工艺优化试验，于2019年成功研发出具备“超疏水”特性的硅铝基人工沸石分子筛。

经过多轮迭代优化，团队最终成功制备出颗粒状、具有“微孔—介孔—大孔”多级孔道结构的硅铝基人工沸石。该吸附剂甲烷吸附率高达80%。2023年，这项成果应用于全国首个“移动撬装式低浓度煤层气提浓装置示范工程”。

“该吸附剂非常适用于中小规模煤矿企业低浓度煤层气的提浓利用。”中北大学教授刘有智评价道，加快煤层气的开发利用是推进能源生产和消费革命的关键一环，也是保障国家能源安全的重要支撑力量。

李晋平表示，研究团队已填补了2%—8%超低浓度瓦斯规模化利用的全球空白，构建了全域煤层气高效梯级利用的完整技术链。展望未来，李晋平说：“我们将加快煤层气开发利用，加快技术推广和创新探索脚步，为保障国家能源安全、推动煤矿绿色低碳转型提供强有力的科技支撑。”