催化燃烧法用于煤层气脱氧的研究进展

袁善良，薄其飞，蒋 毅

(1.中国科学院成都有机化学有限公司，中国科学院成都有机化学研究所，四川 成都 610041；2.中国科学院大学，北京 100049)

催化燃烧法用于煤层气脱氧的研究进展

袁善良1,2，薄其飞1,2，蒋 毅1*

(1.中国科学院成都有机化学有限公司，中国科学院成都有机化学研究所，四川 成都 610041；2.中国科学院大学，北京 100049)

对已报道的国内煤层气开采及脱氧的研究进展进行了综述，介绍了贵金属和非贵金属（过渡金属氧化物型、钙钛矿型等）两类催化剂催化燃烧甲烷在低浓度煤层气脱氧中的研究进展，并对两类催化剂脱氧机理进行了阐述，简要介绍了低浓度煤层气脱氧工艺改进，并在此基础上提出了煤层气脱氧中需要解决的问题和应用前景。

煤层气；脱氧；机理；工艺；研究进展

煤层气 （主要成分为CH4）是煤的伴生矿产资源，主要储存在煤层中，大部分吸附在煤基质颗粒的表面，属于非常规天然气，是一种洁净、优质能源和化工原料。我国拥有丰富的煤矿资源，据报道，埋深2000m以内浅层煤层气总量为36.81万亿m3，能量值相当于520亿t标准煤，与常规天然气资源量相当，位居世界第三[1-3]。开采的CH4体积分数在3%～80%之间，其中三分之二都低于30%[4]。按《煤矿安全规程》规定，甲烷体积分数≥30%的这部分才可安全利用，因为空气中甲烷体积分数在5%～16%时，易发生爆炸。目前对这部分低浓度煤层气的利用主要为矿区民用燃料和坑口发电，利用率仅占总排放量的5%～7%[5]，绝大部分排放到大气中，由于同体积CH4气体引起的温室效应是CO2的21倍，对臭氧的破坏能力是CO2的7倍[5]，所以上述低浓度煤层气的利用方式不仅导致资源浪费，而且引起大气污染。

为提高低浓度煤层气的利用率，科学家们探索并开发出了低温精馏[6，7]、变压吸附[8-10]和膜分离法[11-13]等低浓度煤层气分离富集技术。然而在富集过程中的升温或者加压步骤，会导致CH4的爆炸极限变宽[14]从而引起爆炸，所以脱氧是提高低浓度煤层气利用率的关键。综合现有脱氧技术，由于催化燃烧脱氧具有成本低、条件温和等优点，已逐步引起人们的关注。

1 催化燃烧脱氧本质及特点

催化燃烧法脱氧的本质是富燃贫氧条件下CH4的催化燃烧，该过程发生的主要反应为：

脱氧反应特点是：①强放热反应，每消耗1%氧气绝热温升80～100℃，煤层气中O2体积分数一般在10%左右，若直接催化燃烧脱氧可能导致催化剂床层温度达1000℃以上[15]；②高温下甲烷的水蒸汽重整反应和裂解积炭造成甲烷损失和催化剂失活；③煤层气是由生物质转化而来，气源比较复杂常夹杂含硫等气体。

针对煤层气脱氧的反应特点，可从两方面进行研究，一方面从催化剂本身入手，在催化剂设计开发过程中除了要求催化剂具有较好的脱氧活性外，还要求催化剂具有抗毒性、抗积炭、低温活性好和高温稳定性好等优点。另一方面撤热问题还可以从脱氧工艺着手。脱氧催化剂根据活性组分不同一般分为贵金属和非贵金属催化剂两类。目前对富氧条件下甲烷催化燃烧以净化气体为目的的研究较多，而在贫氧条件下催化燃烧脱氧文献报道较少，多以专利形式公开。

2 贵金属煤层气脱氧催化剂

据报道，用于甲烷催化燃烧的贵金属有Pd、Pt、Rh、Au等，其中Pd、Pt活性最好，特别是Pd/γ-Al2O3催化剂活性位具有很高的活性和热稳定性，此外载体、助剂、制备方法对催化剂活性产生很大影响。

目前对Pd/γ-Al2O3作为甲烷催化燃烧脱氧的活性相的研究仍存在歧义（金属 Pd[16]、PdO[17]和 Pd-PdO混合体[18]），但研究结果统一表明在650～850℃之间PdO分解成金属Pd造成催化剂活性震荡现象不利于甲烷的催化燃烧。王树东等[19]专利报道，在煤层气贫氧富燃气氛下，PdO分解为Pd产生的活性震荡加剧且PbO分解转换温度会逐渐前移，其专利中公开了一种以惰性材料为载体，以铂族贵金属Pd、Pt、Ru、Rh、Ir等中的一种或几种作为催化活性组分，在催化剂中引入具有一定储放氧功能的稀土助剂，通过其与Pd的相互作用来调节催化剂上的微观氧化还原气氛，提高PdO→Pd的分解转换温度并使完全还原后的Pd能够快速氧化为PdO，从而稳定催化剂上PdO/Pd的比例，缓解催化活性振荡现象，达到稳定燃烧过程的目的，其设计开发的催化剂可以在温度250～450℃的情况下将煤层气中体积分数1%～15%的氧气与甲烷催化燃烧使出口气流O2体积分数在0.2%以下。除Pd催化剂外，Au[20]、Pt[21]、以及双贵金属 Pt-Pd[22]、Pt-Au[23]等催化剂对甲烷的催化燃烧也取得了一定进展，在煤层气脱氧领域有很大发展空间。

催化剂载体不仅具有担载活性组分和助剂的作用，而且具有提供附加活性中心和催化剂稳定性等功能。为了提高Pd催化剂的活性和热稳定性，对不同载体（SG-Al2O3、SiO2、ZrO2、CeO2、SnO2和分子筛等）进行了全面的研究。Xiao等[24]以CeO2为载体通过沉积沉淀法制备了w(Pd)为2%的Pd/CeO2催化剂，对甲烷催化燃烧表现出较好的低温活性，在50000h-1空速下甲烷完全转化温度比同条件下的Pd/γ-Al2O3低110℃。研究表明，载体CeO2与金属Pd能够产生协同作用，CeO2能够提高活性组分的分散度，同时Pd能够促进CeO2载体产生氧空位。但Pd/CeO2催化剂对制备条件要求苛刻，未见工业化应用报道。王树东等[21]专利报道了一种以Ce-Zr-Al2O3为载体负载Pd的催化剂用于煤层气脱氧，在原料气体积组成为50%CH4+2.85%O2+N2条件下，预热300℃通入床层脱氧，其转化率在96%以上，出口剩余氧体积分数在0.1%以内。

除载体外助剂也是影响其低温活性和高温稳定性的主要因素。研究表明不同助剂，或者助剂的不同含量都会对催化剂产生重大影响，其中对助剂的研究主要分为稀土元素La、Zr、Ce和碱土金属Mg[25]、Ba[26]等。其对Pd/γ-Al2O3在甲烷的催化燃烧中都有一定的作用。Fraga[27]、Shi[28]等分别研究了La、Zr对Pd催化剂的影响，表明两种助剂加入都有利于提高载体的稳定性。而Simplicio等[29]研究表明，Ce的加入有助于抑制PdO→Pd+1/2O2反应。焦文玲等[30]在研究了稀土金属对活化甲烷活性影响指出，稀土对甲烷的低温催化活性高低顺序为：Ho＞La＞Gd＞Tb＞Dy＞Pr＞Ce＞Y＞Nd，并说明了造成这种活性差异可能同催化剂形成过程中稀土离子的价态及4f电子的特性有关。专利报道了以Ru、Rh、Pt、Pd为活性组分、耐高温α-Al2O3为载体，添加稀土元素负载法制备催化剂用于煤层气脱氧，解决负载型贵金属催化剂催化活化甲烷的工作温度高、高温下稳定性差、易挥发和分解等问题。

贵金属活性高、稳定性好、起燃温度低，但价格昂贵、耐硫性较差，适合于某些精度脱氧的工艺中，但应用于大规模煤层气脱氧中成本较高，于是有很多研究者对非贵金属催化剂用于煤层气脱氧做了大量研究。

3 非贵金属煤层气脱氧催化剂

非贵金属氧化物催化剂价格低、稳定性较好、适合大规模煤层气脱氧等特点，近年来受到研究者的青睐。但该催化剂也存在低温催化活性较差，起燃温度高等问题。目前关于非贵金属催化剂的研究主要有单组分非贵金属氧化物和多组分非贵金属氧化物（包括混合氧化物、尖晶石型、钙钛矿型）。用于煤层气脱氧的过渡金属氧化物主要以Cu、Mn、Co、Ni、Cr、Fe等的氧化物为主。但是单组分非贵金属氧化物催化活性、热稳定性等仍有待提高，一般通过载体改性和助剂添加来提高其催化活性。

Cu在甲烷的催化燃烧中表现出优良的催化性能，人们对Cu基催化剂的研究比较系统，如Aguila等[31]研究了载体对CuO催化燃烧甲烷的影响，其活性顺序为CuO/ZrO2＞CuO/Al2O3＞CuO/SiO2,表征结果说明氧化锆能提高活性Cu物种的分散度从而提高CuO/ZrO2催化活性。Yin等[32]考察了助剂Ce添加对CuO/Al2O3催化燃烧活性的影响，结果表明Ce、Cu能形成固溶体，从而提高了活性Cu物种的分散度同时改变了各自的氧化还原性能，提高了催化活性。单组份Cu催化剂活性相对其他单组份催化活性较好，但用于煤层气中易产生硫中毒，因此Cu一般以混合组分形式用于脱氧。如王建国等[33]专利报道了一种Cu-Fe为活性组分，以Mg、Mn、Mo、Ti、Ce、Zr、Ca为助剂，氧化铝微球为载体制备的负载型催化剂用于流化床脱氧工艺，具有活性高、抗硫性好、稳定性好、高机械强度和价格便宜等特点。其催化剂在入口氧体积分数为7.5%、430℃、空速1500h-1条件下，可使出口氧体积分数降到0.15%以下。

除Cu基催化剂外，Co对催化燃烧甲烷也表现出较高的活性，但是Co催化剂550℃以上烧结失活，Ulla等[34]研究用MgO做载体，CoO-MgO固溶体缓解了其烧结失活，同时能稳定载体表面分散的Co2+活性位。廖炯等[35]公开了一种Co的化合物为活性组分用于煤层气脱氧的催化剂，其助剂为Mn、Fe、Zn、Cu化合物中的一种或几种，载体选自氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化钙、二氧化硅、磷铝分子筛、A型分子筛、X型分子筛、Y型分子筛、丝光沸石、ZSM-5沸石、硅藻土、高岭土、天然白土、硅酸铝、硅酸镁中的一种或几种。专利报道的催化剂具有一定的抗硫性，适合于氧体积分数为3%～6%的煤层气脱氧处理，能将煤层气中的氧脱至0.5%以下。

钙钛矿型催化剂近年来在催化燃烧甲烷煤层气脱氧中取得了一定进展，陶鹏万等[36]专利公开了一种生产甲醇用煤矿瓦斯气的催化燃烧方法，非贵金属催化剂为钙钛型复合金属氧化物催化剂，原料气体积组成为50%CH4+40%N2+10%O2，反应温度450℃，空速10000h-1，脱氧后出口氧体积分数不超过1%，低于起爆氧浓度。潘智勇等[37]研究了负载型镧锰钙钛矿催化剂上甲烷的低温催化燃烧反应催化剂，具有较低的起燃温度，并且在高温条件下具有与非负载型镧锰钙钛矿催化剂相当的活性，800℃的连续高温燃烧反应，催化剂仍保持了原有结构和催化活性，并且没有明显积炭。

4 催化燃烧煤层气脱氧机理

在催化剂存在时，甲烷的多相催化氧化反应和自由基反应同时发生，这对机理研究带来很大困难，目前没有统一定论，Rotko等[38]采用了SSITKA（稳态同位素瞬变动力学分析）方法对甲烷氧化机理进行研究，认为甲烷催化燃烧可能符合的是Langmuir–Hinshelwood(L-H)机理，甲烷通过 CHx和氧气在催化剂表面之间的相互作用完全氧化，其中表面反应是速控步骤。而Hayes等[39]对Pd/γ-Al2O3催化燃烧甲烷本征动力学研究表明，贵金属催化燃烧煤层气脱氧遵循Marsvan Krevelen（MvK）氧化还原机理，此机理认为甲烷催化燃烧是甲烷与催化剂晶格氧反应生成CHx，CH4分子的第一个C-H键的断裂是整个反应的决速步骤。

还有另外一部分研究者认为甲烷催化燃烧遵循Eley–Rideal(E-R)机理[40]。对钙钛矿、六铝酸盐、尖晶石类、非贵金属氧化物催化剂等机理研究认为，存在两种活性氧物种：表面吸附氧和晶格氧[41]，较低温度时表面吸附氧与甲烷结合起氧化作用，较高温度时晶格氧起作用，在晶格中存在不同价态不同种类的金属离子可迁移氧离子，催化剂晶格氧与气相氧通过MvK氧化还原循环完成与甲烷的反应。

5 煤层气脱氧工艺

为防止高温带来甲烷裂解和积炭等负面影响，除催化剂本身外还可以通过改进煤层气脱氧工艺，王树东等[42]专利公开了绝热固定床煤层气脱氧反应器，采用循环部分产品气来降低氧含量，将反应床层温度控制在650℃以下，有效抑制温度过高，从而阻止了副反应的发生。房倚天等[43]专利则公开了一种含氧煤层气的流化床催化脱氧工艺，催化剂颗粒在气体夹带下并流向上运动的同时，催化甲烷与氧气进行低温催化燃烧，完成催化脱氧反应，该工艺具有安全性好，能耗低，处理量大等优点。

王树东等[19]专利公开了一种含氧煤层气脱氧工艺，以贵金属催化为活性组分，含氧煤层气与脱氧后返回的煤层气混合进入固定床绝热催化反应器。为实现整个含氧煤层气催化脱氧工艺系统的低温启动，采用了向含氧煤层气中引入预热到25～50℃的小股氢气的方法，在脱氧催化剂上与氧气反应，燃烧放热来预热催化剂床层达到甲烷催化燃烧的起燃温度（250～450℃）。

针对非贵金属催化剂用于煤层气脱氧特点，陶鹏万等[44]为解决煤层气脱氧甲烷催化燃烧强放热问题，公开了一种冷气效率高的煤层气除氧工艺，在镍系催化剂存在下，往煤层气中加入少量的水蒸气，使CH4转变为CO和H2，以提高输出气体的冷气效率。陶鹏万等[45]专利公开了一种采用多级反应器进行多级催化脱氧的方案，通过控制每一级反应器入口气体温度及入口气体中氧气含量，使催化脱氧反应后每一级反应器的出口气体温度均＜660℃。该工艺具有脱氧效率高、能耗低、床层温度低以及甲烷裂解少等优点。胡善霖等[46]专利公开了一种富含甲烷气体的耐硫催化脱氧工艺，节约脱硫工艺，降低处理费用，催化剂以锰为主要活性组分，500～750℃，空速为1000～3000h-1将体积分数1%～7%的O2脱至0.5%以下。马磊等[47]对非贵金属耐硫脱氧催化剂动力学进行了研究，并对反应温度敏感性做了分析和绘图，为今后的脱氧反应器的设计提供了基础的实验数据。

除甲烷催化燃烧煤层气脱氧外，还有一些其他的技术也可用于煤层气脱氧处理。如焦炭法[48,49]、化学吸附法[49]、变压吸附法[50]等在煤层气脱氧应用中都取得了较大进展。

6 展望

煤层气是一种洁净的能源，我国储量巨大。合理开发利用煤层气不仅能解决能源匮乏，且可缓解煤矿开采引起的温室效应等问题。而脱氧技术将长期成为煤层气富集利用的瓶颈，利用甲烷催化燃烧脱氧是最有希望成为解决这一问题的方法。

由于煤层气脱氧规模较大，现有贵金属催化剂价格昂贵，如何进一步提高贵金属分散度从而降低催化剂成本，成为研究重点。另外，非贵金属催化剂突出缺点为：起燃温度高，低温活性差、除氧深度浅等，所以高性能非贵金属复合氧化物催化剂的研究将成为未来脱氧催化剂研究的热点。

此外，煤层气脱氧催化剂同样适合于一些其他含甲烷气体或有机气体的脱氧，如据报道中国科学院成都有机所已成功将耐S、P贵金属催化燃烧催化剂应用于沼气、垃圾填埋气等脱氧，所以，煤层气脱氧催化剂的研究具有较好的应用前景。

[1]黄盛初,刘文革,赵国泉.中国煤层气开发利用现状及发展趋势[J].中国煤炭,2009,35(1):5-10.

[2]黄志斌,郭艺,李长清,等.中国煤层气潜力及发展展望[J].中国煤层气,2012,9(2):3-5.

[3]李元建.中国煤层气产业开发利用现状与对策分析[J].中国矿业,2010,19(6):8-10+33.

[4]吕秋楠,李小森,徐纯刚,等.低浓度煤层气分离提纯的研究进展[J].化工进展,2013,32(6):1267-1272+1277.

[5]聂李红,徐绍平,苏艳敏,等.低浓度煤层气提纯的研究现状[J].化工进展,2008,27(10):1505-1511+1521.

[6]陶鹏万,王晓东,黄建彬.低温法浓缩煤层气中的甲烷[J].天然气化工·C1化学与化工,2005,30(4):43-46.

[7]季中敏,范庆虎,刘晓东.适合于低浓度煤层气的低温液化精馏浓缩的工艺流程模拟与分析 [J].煤炭技术, 2010,29(6):11-13.

[8]龚肇元,王宝林,陶鹏万,等.变压吸附法富集煤矿瓦斯气中的甲烷[P].CN:85103557,1986.

[9]Bhadra S J,Farooq S.Separation of methane–nitrogen mixture by pressure sSwing adsorption for natural gas upgrading[J].Ind Eng Chem Res,2011,50:14030-14045.

[10]Warmuzinski K,Sodzawiczny W.Effect of adsorption pressure on methane purity during PSA separations of CH4/N2mixtures[J].Chem Eng Process,1999,38:55-60.

[11]Liu B,Smit B.Comparative molecular simulation study of CO2/N2and CH4/N2separation in zeolites and metal organic frameworks[J].Langmuir,2009,25:5918-5926.

[12]BakerR W.Futuredirectionsofmembrane gas separation technology[J].Ind Eng Chem Res,2002,41: 1393-1411.

[13]Gilani N,Daryan J T,Rashidi A,et al.Separation of methane–nitrogen mixtures using synthesis vertically aligned carbon nanotube membranes[J].Appl Surf Sci, 2012,258:4819-4825.

[14]吴剑峰,孙兆虎,公茂琼.从含氧煤层气中安全分离提纯甲烷的工艺方法 [J].天然气工业,2009,29(2):113-116+146.

[15]李志凯,秦张峰,吴志伟,等.煤层气治理与利用技术研究开发进展[J].燃料化学学报,2013,41(7):787-797.

[16]Oh S H,Mitchell P J.Effects of rhodium addition on methane oxidation behavior of alumina-supported noble metal catalysts[J].Appl Phys B,1994,5:165-179.

[17]Burch R,Loader P K.Investigation of Pt/Al2O3and Pd/ Al2O3catalysts for the combustion of methane at low concentrations[J].Appl Phys B,1994,5:149-164.

[18]Lyubovsky M,Pfefferle L.Methane combustion over the α-alumina supported Pd catalyst:Activity of the mixed Pd/PdO state[J].Appl Phys A,1998,173:107-119.

[19]王树东,袁中山,王胜,等.一种煤层气脱氧催化剂、其制备方法及应用[P].CN:101664679B,2012.

[20]Gluhoi A C,Nieuwenhuys B E.Catalytic oxidation of saturated hydrocarbonson multicomponentAu/Al2O3catalysts:Effect of various promoters[J].Catal Today, 2007,119:305-310.

[21]Marceau E,Lauron-Pernot H,Che M.Influence of the metallic precursor and of the catalytic reaction on the activity and evolution of Pt(Cl)/δ-Al2O3catalysts in the total oxidation of methane[J].J Catal,2001,197:394-405.

[22]Persson K,Ersson A,Jansson K,et al.Influence of cometals on bimetallic palladium catalysts for methane combustion[J].J Catal,2005,231:139-150.

[23]Miao S,Deng Y.Au–Pt/Co3O4catalyst for methane combustion[J].Appl Phys B,2001,31:L1-L4.

[24]Xiao L-H,Sun K-P,Xu X-L,et al.Low-temperature catalytic combustion of methane over Pd/CeO2prepared by deposition–precipitation method[J].Catal Commun, 2005,6:796-801.

[25]Yang L F,Shi C K,He X E,et al.Catalytic combustion of methane over PdO supported on Mg-modified alumina [J].Appl Phys B,2002,38:117-125.

[26]Thevenin P O,Pocoroba E,Pettersson L J,et al.Characterization and activity of supported palladium combustion catalysts[J].J Catal,2002,207:139-149.

[27]Fraga M A,Soares De Souza E,Villain F,et al.Addition of La and Sn to alumina-supported Pd catalysts for methane combustion[J].Appl Phys A,2004,259:57-63.

[28]Shi C K,Yang L F,Wang Z C,et al.Promotion effects of ZrO2on the Pd/HZSM-5 catalyst for low-temperature catalytic combustion of methane[J].Appl Phys A,2003, 243:379-388.

[29]Simplicio L M T,Brandao S T,Domingos D,et al. Catalytic combustion of methane at high temperatures: Cerium effect on PdO/Al2O3catalysts[J].Appl Phys A, 2009,360:2-7.

[30]焦文玲,陈明,王延连,等.稀土金属甲烷催化剂及其制备方法[P].CN:101664680B,2010.

[31]Aguila G,Gracia F,Cortes J,et al.Effect of copper species and the presence of reaction products on the activity of methane oxidation on supported CuO catalysts [J].Appl Phys B,2008,77:325-338.

[32]Yin F,Ji S,Chen N,et al.Ce1-xCuxO2-x/Al2O3/FeCrAl catalysts for catalytic combustion of methane[J].Catal Today,2005,105:372-377.

[33]王建国,吴志伟,朱华青,等.负载型非贵金属含氧煤层气脱氧催化剂及其制法和应用[P].CN:102872883A,2013.

[34]Ulla M A,Spretz R,Lombardo E,et al.Catalytic combustion of methane on Co/MgO:Characterisation of active cobalt sites[J].Appl Phys B,2001,29:217-229.

[35]廖炯,陈耀壮,胡善霖,等.一种含氧煤层气脱氧催化剂及其制备方法及应用[P].CN:101322942A,2008.

[36]陶鹏万,王晓东.生产甲醇用煤矿瓦斯气的催化燃烧脱氧工艺方法[P].CN:1495247A,2004.

[37]潘智勇,张长斌,余长春,等.负载型镧锰钙钛矿催化剂上甲烷催化燃烧的研究 [J].分子催化,2003,17(4): 274-278.

[38]Rotko M,Machocki A,Stasinska B.Studies of catalytic process of complete oxidation of methane by SSITKA method[J].Appl Surf Sci,2010,256:5585-5589.

[39]Hayes R E,Kolaczkowski S T,Li P K C,et al.The palladium catalysed oxidation ofmethane:reaction kinetics and the effect of diffusion barriers[J].Chem Eng Sci,2001,56:4815-4835.

[40]Demoulin O,Navez M,Gaigneaux E M,et al.Operando resonance Raman spectroscopic characterisation of the oxidation state of palladium in Pd/gamma-Al2O3catalysts during the combustion of methane[J].Phys Chem Chem Phys,2003,5:4394-4401.

[41]Chen J,Arandiyan H,Gao X,et al.Recent advances in catalysts for methane combustion[J].Catal Surv Asia, 2015,19:140-171.

[42]王树东,王胜,苏宏久,等.一种含氧煤层气催化脱氧工艺[P].CN:101613627A,2009.

[43]房倚天,赵建涛,王洋,等.一种含氧煤层气的流化床催化脱氧方法及其设备[P].CN:102517109A,2012.

[44]陶鹏万,成雪清.一种冷气效率高的煤层气脱氧方法[J].中国煤层气,2008,5(3):34-37+27.

[45]陶鹏万,王晓东,曾健,等.一种煤矿区煤层气催化脱氧工艺[P].CN:101508924A,2009.

[46]胡善霖,陈耀壮,廖炯,等.富含甲烷气体的耐硫催化脱氧工艺[P].CN:101139239A,2008.

[47]马磊,古共伟,曾健,等.煤层气非贵金属耐硫催化剂脱氧的动力学研究 [J].天然气化工·C1化学与化工, 2009,34(5):5-8+16.

[48]陶鹏万,王晓东,黄建峰,等.生产甲醇用煤矿瓦斯气的非催化燃烧脱氧工艺[P].CN:1451721A,2003.

[49]Li J R,Kuppler R J,Zhou H C.Selective gas adsorption and separation in metal-organic frameworks[J].Chem Soc Rev,2009,38:1477-1504.

[50]兰治淮,刘青源,余兰金.变压吸附法提浓煤矿低浓度瓦斯过程中的脱氧及抑爆技术研究与应用 [J].中国煤炭,2011,19(3):93-96.

Reasearch advances in coalbed methane(CBM)deoxygeneration by catalytic combustion

YUAN Shan-liang1，2,BO Qi-fei1，2,JIANG Yi1
(1.Chengdu Organic Chemicals Co.,Ltd.,Chinese Academy of Sciences,Chengdu Institute of Organic Chemistry,Chengdu 61004, China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China)

The domestic present situation of coalbed methane (CBM)exploitation and the recent advances in CBM deoxygeneration researches were introduced,including both noble metal and non-noble metal(transition metal oxides,perovskite, etc.)catalysts for low concentration CMM deoxygeneration by catalytic combustion,their reaction mechanisms and process improvement.Finally,the problems and prospects of CBM deoxygeneration were presented.

coalbed methane(CBM);deoxygeneration;mechanism;process;research advance

TQ519；TQ426

：A

：1001-9219(2016)05-73-05

2016-01-25；

：袁善良(1990-)，男，硕士研究生，电话18030891841，电邮947656291@qq.com；*联系人：蒋毅，研究员，博士生导师，电话13678048407，电邮yjiang@cioc.ac.cn。