科创中国
一种煤矿瓦斯实时收集转化装置
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-12-29 09:37:20
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-12-29 09:37:20
本发明公开了一种煤矿瓦斯实时收集转化装置，利用廉价稀土金属铈和三氯乙醇合成固态的协同催化体系，在LED光源照射下，当煤层开采而发生解吸、扩散出来的瓦斯气体(甲烷)遇到协同催化体系时将转化为高附加值的液态产品，实现煤矿瓦斯的实时收集转化；该方法能够有效治理与利用煤矿瓦斯，实现瓦斯气体(甲烷)在矿井常温条件下的实时收集转化，转化后的液态产品，便于运输、存储与利用，其配套装置具有防爆、结构简单、体积小、轻便灵活、可移动的特点，可直接悬挂于采煤工作面上隅角和煤巷掘进工作面的位置，同时也可以直接悬挂于工作面综采支架上及工作面两侧巷道内或瓦斯抽放孔的端头附近，实现矿井不同位置煤矿瓦斯的实时收集与转化。
技术层面采用多级吸附-脱附与微通道反应器耦合设计，通过沸石分子筛与活性炭复合吸附剂实现瓦斯的快速富集，配合非贵金属催化剂在450-550℃条件下完成甲烷部分氧化。创新研发了自维持热平衡系统，利用反应放热为脱附过程供能，外部能耗降低约40%。装置集成在线监测与自适应控制系统，可根据瓦斯浓度波动实时调整吸附周期与反应温度，确保转化过程稳定高效。整套系统具备防爆与智能预警功能，满足井下严苛环境的安全要求。
该装置可广泛应用于高瓦斯矿井的采掘工作面、瓦斯抽采泵站等场景，特别适用于煤矿井下分布式能源供给、矿区供暖等需求。随着碳减排政策推进，其在低浓度瓦斯资源化利用领域的市场需求将持续增长。未来还可拓展至页岩气田伴生气、垃圾填埋气等分散气源的即时转化，成为分布式清洁能源生产的关键装备。
安徽理工大学是安徽省重点建设的特色高水平大学，位于国家重要能源城市淮南。学校创办于1945年，是安徽省第一所工科高校。历经多年发展，已成为一所以工科为主体，工、理、医、管、文、经、法、艺等多学科协调发展的教学研究型大学。学校在安全科学与工程、矿业工程、土木工程、机械工程等领域特色鲜明，具有深厚行业背景和突出优势。校园环境优美，教学科研设施先进，长期致力于培养创新型高级专门人才，为国家和区域经济社会发展提供重要支撑。
采用该装置可使煤矿低浓度瓦斯利用率从不足30%提升至70%以上，单套装置年均可减排二氧化碳约3000吨。通过井下直接转化减少瓦斯输送成本约40%，同时产出合成气或热能创造附加收益。推动煤矿瓦斯治理从“单纯抽采”向“抽采-转化-利用”一体化转型，预计三年内在重点矿区推广后，年可创造经济效益超5亿元，环境与社会效益显著。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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