破解低浓度瓦斯利用难题,为能源安全加码|久久99精品久久久久久水蜜桃

  探索低浓度瓦斯变废为宝(迈向“十五五”的创新图景)

  加快建设新型能源体系。

  ——摘自“十五五”规划建议

  煤矿瓦斯,又被称为“煤层气”,伴随煤矿的开采排出,其主要成分是甲烷。甲烷得到合理利用,就是清洁能源。甲烷体积分数大于或等于30%的高浓度瓦斯可用于发电、燃烧,但受技术限制,大量浓度8%以下的瓦斯只能排空。山西是煤炭开采大省,推进低浓度煤矿瓦斯利用,是山西科研工作者的职责使命。

  过去十几年来,我和团队成员一直致力于低浓度瓦斯利用的技术攻关,探索出一条“瓦斯低浓替代、梯级提质利用”的技术路线,取得多项成果。其中,我们研发的“人工沸石分子筛技术”解决了浓度为2%—8%的瓦斯利用难题。

  低浓度煤矿瓦斯中混入大量空气,甲烷浓度被稀释,是阻碍其高效利用的重要因素。空气的主要成分是氮气,我们研发的技术能将甲烷与氮气高效分离,不仅能降低瓦斯富集提浓的下限,让原来不能直接利用的低浓度瓦斯变得能用,也为瓦斯的全浓度梯级提质利用打下了技术基础。

  沸石分子筛是一种具有规则孔道结构的硅铝酸盐材料,广泛应用于气体分离领域。但是,传统的沸石分子筛表面往往带有大量的平衡离子,对氮气分子产生额外的吸附作用,不利于从氮气中“筛”出甲烷。

  能否调整沸石分子筛中硅和铝的比例,保留材料对甲烷更多的吸附力?为了实现这个目标,我们历经了2万多次试验,终于研发出一种高性能吸附材料,用它进行甲烷提浓。提浓后的甲烷根据浓度不同,有的可以发电,有的可以燃烧。这项技术获得2021年度中国石油和化学工业联合会技术发明奖一等奖。

  2023年,通过校企合作,基于这项技术创建的示范项目在山西一家煤矿企业落地。投用那天,看着仪表盘上甲烷浓度的变化,大家都很激动。目前,项目已经安全、连续运行近两年。今年底,还将在第二家煤矿企业落地。

  去年底,生态环境部和市场监管总局联合发布了新修订的煤矿瓦斯排放标准,我国将煤矿瓦斯甲烷体积浓度排放限值由30%大幅收紧至8%。新标准的出台,为我们这项技术打开了发展空间,有望带来更多规模化应用的机会。

  今年10月底,国家能源局出台指导意见,推进煤炭与新能源融合发展。其中提到,“加强煤矿瓦斯全浓度利用,积极发展瓦斯发电、供热、提纯等利用方式”。今年,我和团队成员申请的两个国家级课题,都是聚焦于低浓度煤矿瓦斯的高效清洁利用。展望“十五五”,我们将继续优化低浓度瓦斯提纯技术,加快技术推广,为保障国家能源安全、推动煤矿绿色低碳转型提供科技支撑。

  (作者为怀柔实验室山西研究院副院长、太原理工大学教授,本报记者付明丽采访整理)

  延伸阅读

  2024年山西累计抽采煤层气超134亿立方米

  煤层气是一种优质清洁能源,属于非常规天然气。我国煤层气资源丰富,埋深2000米以浅的地质资源量超30万亿立方米。早期进行煤层气开发是为了确保煤矿安全生产,但随着开发技术逐步成熟,煤层气成为增强我国天然气自主保障能力的重要补充气源。

  山西上世纪90年代初开始探索煤层气开发,经过30余年技术攻关,形成了从钻井、压裂、排采到集输的系列技术工艺体系,探索出“先采气后采煤、采气采煤一体化”的煤矿瓦斯治理利用模式,形成高阶煤、薄煤层、中深层乃至深层煤层气多类型、多层系、差异化开发的格局。

  “十四五”时期,山西加快煤层气增储上产步伐,初步建成沁水盆地、鄂尔多斯盆地东缘两大国家煤层气产业基地,建成潘庄、郑庄等6个10亿立方米级气田。2024年,山西累计抽采煤层气达134.3亿立方米。

  (本报记者付明丽整理)

  记者手记

  看得远,才能走得稳

  在行业空白时入局、在政策落地前破题,采访中,李晋平团队的前瞻性给记者留下了深刻印象。

  科研的前瞻性,从来不是漫无边际的空想,而是立足现实痛点的精准选择。李晋平是土生土长的山西人,他的科研方向始终与山西能源革命的需求紧密结合。他带领团队不仅成功破解低浓度瓦斯利用这一行业难题,还在低碳烯烃分离、绿氢制备等前沿领域取得创新成果。

  科研的前瞻性,更需要沉得下心的长期主义。为了将甲烷、氮气高效分离,团队历经2万多次试验,在200多种分子筛结构里“筛”了7年,才锁定了合适的材料结构。

  看得远,才能走得稳。创新路上,希望广大科技工作者把学术追求与国家战略需求、时代发展大势更好地结合,为推动产业发展、建设科技强国贡献更多力量。

  李晋平

  《人民日报》(2025年11月20日 第 07 版)

huolongguo,youchengzuo“pitaya”huo“dragonfruit”,shiyizhonglaizixianrenzhangkederedaishuiguo,yiqidutedewaiguanhefengfudeyingyangjiazhiershoudaoguangfanhuanying。huolongguodeguopitongchangchengxianxianyandehongsehuohuangse,neilideguorouzeyoubaisehuohongse,dianzhuizhexiaoheizi。zhezhongshuiguobujinmeiweikekou,haiyouxuduobaojiangongxiaohezuoyong。shouxian,huolongguofuhanfengfudeweishengsuhekuangwuzhi,youqishiweishengsuCheweishengsuBqun。weishengsuCshiyizhongqiangxiaodekangyanghuaji,keyizengqiangmianyixitong,bangzhudikangganmaoheqitaganran。weishengsuBqunzezainengliangdaixieheshenjingxitongjiankangzhongqizhezhongyaozuoyong。qici,huolongguohanyoudaliangdeshanshixianwei,youzhuyucujinxiaohuaxitongdejiankang。shanshixianweikeyibangzhutiaojiechangdaohuodong,yufangbianmi,bingyouzhuyuweichijiankangdechangdaojunqun。ciwai,huolongguozhongdexianweijuyouyidingdebaofugan,nenggoubangzhukongzhitizhong。huolongguohaijuyoulianghaodemeirongbaojiangongxiao。qifengfudekangyanghuawuzhikeyidiyuziyoujidesunshang,jianhuanpifushuailaodeguocheng。yibanlaishuo,changchihuolongguokeyigaishanfuse,shipifugengjiaguanghua、youguangze。zaixinxueguanjiankangfangmian,huolongguoyebiaoxianchuse。yanjiubiaoming,huolongguoyouzhuyujiangdidanguchunshuiping,gaishanxuezhi,congerjianshaoxinzangbinghezhongfengdefengxian。huolongguozhongdebubaohezhifangsuankeyouzhuyubaohuxinzangjiankang,cujinxueyexunhuan。ciwai,huo火(huo)龙(long)果(guo),(,)又(you)称(cheng)作(zuo)“(“)p(p)i(i)t(t)a(a)y(y)a(a)”(”)或(huo)“(“)d(d)r(r)a(a)g(g)o(o)n(n)f(f)r(r)u(u)i(i)t(t)”(”),(,)是(shi)一(yi)种(zhong)来(lai)自(zi)仙(xian)人(ren)掌(zhang)科(ke)的(de)热(re)带(dai)水(shui)果(guo),(,)以(yi)其(qi)独(du)特(te)的(de)外(wai)观(guan)和(he)丰(feng)富(fu)的(de)营(ying)养(yang)价(jia)值(zhi)而(er)受(shou)到(dao)广(guang)泛(fan)欢(huan)迎(ying)。(。)火(huo)龙(long)果(guo)的(de)果(guo)皮(pi)通(tong)常(chang)呈(cheng)现(xian)鲜(xian)艳(yan)的(de)红(hong)色(se)或(huo)黄(huang)色(se),(,)内(nei)里(li)的(de)果(guo)肉(rou)则(ze)有(you)白(bai)色(se)或(huo)红(hong)色(se),(,)点(dian)缀(zhui)着(zhe)小(xiao)黑(hei)籽(zi)。(。)这(zhe)种(zhong)水(shui)果(guo)不(bu)仅(jin)美(mei)味(wei)可(ke)口(kou),(,)还(hai)有(you)许(xu)多(duo)保(bao)健(jian)功(gong)效(xiao)和(he)作(zuo)用(yong)。(。)首(shou)先(xian),(,)火(huo)龙(long)果(guo)富(fu)含(han)丰(feng)富(fu)的(de)维(wei)生(sheng)素(su)和(he)矿(kuang)物(wu)质(zhi),(,)尤(you)其(qi)是(shi)维(wei)生(sheng)素(su)C(C)和(he)维(wei)生(sheng)素(su)B(B)群(qun)。(。)维(wei)生(sheng)素(su)C(C)是(shi)一(yi)种(zhong)强(qiang)效(xiao)的(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)剂(ji),(,)可(ke)以(yi)增(zeng)强(qiang)免(mian)疫(yi)系(xi)统(tong),(,)帮(bang)助(zhu)抵(di)抗(kang)感(gan)冒(mao)和(he)其(qi)他(ta)感(gan)染(ran)。(。)维(wei)生(sheng)素(su)B(B)群(qun)则(ze)在(zai)能(neng)量(liang)代(dai)谢(xie)和(he)神(shen)经(jing)系(xi)统(tong)健(jian)康(kang)中(zhong)起(qi)着(zhe)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong)。(。)其(qi)次(ci),(,)火(huo)龙(long)果(guo)含(han)有(you)大(da)量(liang)的(de)膳(shan)食(shi)纤(xian)维(wei),(,)有(you)助(zhu)于(yu)促(cu)进(jin)消(xiao)化(hua)系(xi)统(tong)的(de)健(jian)康(kang)。(。)膳(shan)食(shi)纤(xian)维(wei)可(ke)以(yi)帮(bang)助(zhu)调(tiao)节(jie)肠(chang)道(dao)活(huo)动(dong),(,)预(yu)防(fang)便(bian)秘(mi),(,)并(bing)有(you)助(zhu)于(yu)维(wei)持(chi)健(jian)康(kang)的(de)肠(chang)道(dao)菌(jun)群(qun)。(。)此(ci)外(wai),(,)火(huo)龙(long)果(guo)中(zhong)的(de)纤(xian)维(wei)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)饱(bao)腹(fu)感(gan),(,)能(neng)够(gou)帮(bang)助(zhu)控(kong)制(zhi)体(ti)重(zhong)。(。)火(huo)龙(long)果(guo)还(hai)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的(de)美(mei)容(rong)保(bao)健(jian)功(gong)效(xiao)。(。)其(qi)丰(feng)富(fu)的(de)抗(kang)氧(yang)化(hua)物(wu)质(zhi)可(ke)以(yi)抵(di)御(yu)自(zi)由(you)基(ji)的(de)损(sun)伤(shang),(,)减(jian)缓(huan)皮(pi)肤(fu)衰(shuai)老(lao)的(de)过(guo)程(cheng)。(。)一(yi)般(ban)来(lai)说(shuo),(,)常(chang)吃(chi)火(huo)龙(long)果(guo)可(ke)以(yi)改(gai)善(shan)肤(fu)色(se),(,)使(shi)皮(pi)肤(fu)更(geng)加(jia)光(guang)滑(hua)、(、)有(you)光(guang)泽(ze)。(。)在(zai)心(xin)血(xue)管(guan)健(jian)康(kang)方(fang)面(mian),(,)火(huo)龙(long)果(guo)也(ye)表(biao)现(xian)出(chu)色(se)。(。)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming),(,)火(huo)龙(long)果(guo)有(you)助(zhu)于(yu)降(jiang)低(di)胆(dan)固(gu)醇(chun)水(shui)平(ping),(,)改(gai)善(shan)血(xue)脂(zhi),(,)从(cong)而(er)减(jian)少(shao)心(xin)脏(zang)病(bing)和(he)中(zhong)风(feng)的(de)风(feng)险(xian)。(。)火(huo)龙(long)果(guo)中(zhong)的(de)不(bu)饱(bao)和(he)脂(zhi)肪(fang)酸(suan)可(ke)有(you)助(zhu)于(yu)保(bao)护(hu)心(xin)脏(zang)健(jian)康(kang),(,)促(cu)进(jin)血(xue)液(ye)循(xun)环(huan)。(。)此(ci)外(wai),(,)火(huo)

发布于:北京市