采用Aspen Adsorption软件对CH4和N2分别为30%和70%低浓度煤层气的吸附过程进行模拟,得到吸附柱出口CH4和N2浓度随时间的变化关系和吸附柱轴向负载分布,考察压力、温度和传质系数对甲烷吸附过程和穿透曲线的影响。研究结果表明:对甲烷出口浓度的模拟值与实验值基本吻合,甲烷在吸附时间3 000 s时达到饱和,吸附量为6.75×10-4kmol/kg,约为氮气吸附量的2倍;甲烷穿透曲线随压力的增大后移,从100～500 kPa的穿透时间从392 s延至2 187 s。温度在273～323 K甲烷的穿透曲线基本不变;传质系数远小于1.000 s-1时对吸附性能影响较大,传质系数为0.001 s-1时的穿透时间约为0.010 s-1时的两倍,但其大于1.000 s-1后对穿透曲线几乎没有影响。

国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2011CB201202)；